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再过20年,人类将有首座月球基地?
发布时间:2016-03-17  字号:
 

  重返月球,还打算住在那!近日,新任欧洲空间局局长约翰·迪特里希·韦尔纳可谓新官上任三把火,宣布将在月球建立人类第一座永久性基地。消息还称,位于德国科隆的欧洲航天员中心已经开始着手这项或将在20年内成为现实的野心勃勃的计划。不过,要想建立月球基地可不是说说那么简单,欧空局重返月球意欲何为?打造月球基地要迈过哪些坎?为此,上海观察记者专访了《国际太空》杂志执行主编、航天专家庞之浩。
  


  登陆火星的前哨站


  
  其实,月球基地计划美国很早之前就有考虑,甚至现在还有不少美国专家认为建设国际空间站的选择是个错误,下一步必须将目光重新转回月球,并建立常驻基地。
  
  按照人类的探月计划,分为三大步:探月、登月、驻月。美国通过阿波罗计划已经完成前两步,原本计划突破简单的探险建立月球基地,但随着美国政府更迭,计划生变。小布什政府提出建立月球基地,奥巴马执政后认为,美国人已经登陆过月球,于是将载人登月计划转为载人登小行星计划,但该计划也很复杂,很难实施。目前仍有很多美国专家还在呼吁,应该以月球为基地而不是以小行星为跳板实施载人登火星计划。
  
  庞之浩表示,建立月球基地有三大意义:
  
  一是,作为载人登火星的跳板和前哨站。
  
  载人登火星困难很大,但由于月球引力小(仅为地球1/6),从月球出发去火星难度和成本都会大大下降。月球上有水冰和氦3燃料,尤其是水冰可以分解成氢气和氧气,既可为载人登火星飞船的提供燃料,也可以供航天员饮用。
  
  二是,开发月球资源,建立能源基地。
  
  月壤中还含有丰富的氦3,利用氘和氦3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行,因此氦3又被称为“完美能源”,月球又被称为“21世纪的波斯湾”。月球土壤中氦3的含量保守估计约100万吨。从月壤中每提取一吨氦3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从分析看,由于月球的氦3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭,如果开发其能源可供地球使用1万年。
  
  地球上有没有氦3?有,但少之又少,仅约15吨。庞之浩说,氦3由太阳风吹来,由于地球有大气层,经过层层阻拦到达地球表面时已微乎其微。月球上没有大气层,可以直接吹到月壤里。因此,从阿波罗探月工程发现氦3后,各国一直在进行具体的考察探测,并研究如何提炼加工。
  
  庞之浩说,对氦3的利用有两种方式,一种是就地在月球建立核电站,另一种是运回地球。不过现在对氦3的利用,首要的是要突破核聚变技术的工程化困难,有可能在2030-2040年攻破此项难题。同时,如果建立月球核电站,还要解决电力的无线传输技术,把月球上发的电传送到地球。 同时,由于月球没有大气层,一天相当于地球13天,阳光充足,不受土地限制,可建造大规模太阳能发电站。
  
  三是,打造理想的科研基地。
  
  月球环境非常好,震动非常小,月震释放的能量只相当于地球的亿分之一;而且没有全球性磁场、尤其是月球背面不受地球无线电波干扰,还具有高洁净、弱动力等特征,在月球上无论进行天文观测还是科学研究,都是最理想的平台。


  
  “窑洞式”基地更安全


  
  不论是资源开发、科研基地建设,还是打造登陆火星的跳板,月球的吸引力无疑是巨大的,但要想征服月球并没那么简单。
  
  月球上有些资源,比如锂、铁、硅等本身可以直接生产建材造房屋。特别是随着3D打印技术的崛起,有科学家建议,可利用3D技术将这些原材料用于建设月球上适合人类生存的结构。他们设想,利用月球车首先在月球表面建立起一个可充气的穹顶结构,作为随后打造保护宇航员空间的基础。
  
  不过,庞之浩认为,现在基地建设最大的难点恐怕还是月球的特殊环境。
  
  首先,面临月夜环境下的极端温度考验,嫦娥三号也曾遇到这个问题。月夜十三天,同时由于没有大气层,昼夜温差达两三百度,机器都会被冻坏,更不要说活生生的人了。
  
  其次,要克服辐射问题。地球由于有地磁场和大气层保护,辐射很小。但月球上没有全球性磁场,有强烈的辐射,对机器和元器件会产程影响,对人的影响更大。庞之浩建议,月球基地应该建成“窑洞式”,尽量建在月球的“坑里”以减少辐射,而且最好建在有大量水冰的月球两极,对航天员生存和去火星都有好处。
  
  此外,由于没有大气层保护,陨石可直接撞击,这对月球基地是极大的隐患。所以,月球基地要能经受住陨石的撞击,在设计上要充分考虑这些因素。
  
  庞之浩说,载人登月资金耗费巨大,建立月球基地更是一个“无底洞”。如今不同于冷战时期,当时美苏为了政治不计成本进行载人登月竞赛,当时美国投入250亿美元(相当于现在1000亿美元以上),30万人参与。没有了政治需求,还能否有持续投入?当时,美国胜出,苏联退出,阿波罗18、19、20都被搁浅。
  
  庞之浩表示,现在建立月球基地,要比当年耗费更多资金,而且周期很长,随着政府更迭很容易前功尽弃。欧洲曾搞过小航天飞机赫尔墨斯,最后搞到一半由于技术和资金问题,半途而废。
    
  专家坦言,由欧洲牵头月球基地这样的超级项目,可能很困难。
  
  欧洲只完成探月三大步(探、登、驻)中第一步探月(绕、落、回)中的一小步“绕”,“落”都还未实现,日本和印度也只完成“绕”,我国已经完成“绕”和“落”,明年实现“回”。
  
  现在对欧洲的月球基地计划来说,跨度太大,更像是一个赚眼球的噱头。庞之浩认为,如果欧空局真要打造月球基地,可能首先要在2020年前发射月球车,然后实施载人登月、驻月。或者直接建立无人月球基地。
  
  庞之浩表示,欧空局是一个组织而不是国家,由它来实施庞大的航天工程有利有弊:有利的是多个国家出钱,资金上保障,技术上各有优势;不利因素是,各国之间可能相互扯皮。比如,在伽利略卫星导航中,就出现因扯皮导致的严重内耗。
  
  同时,如果光是欧空局一家自己吆喝,其他的重要国家,如德英法意等不响应,那也只能是纸上谈兵。来源:上海观察

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