给月球通上输气管

骆昌芹

人类将在月球以及围绕地球运转的大型人造卫星上，建立起一座座大型居民点，以便开发月球和宇宙中的宝贵资源。这些大型宇宙居民点人数众多，有的甚至数以千万计。除了人群以外，将来还有许多动物，比如狗、猫、鸡、猪，也都要搬上去，组成一个个繁华的世界！

可是，月球上没有人和动物最需要的空气。如果用宇宙飞船从地球上载运空气到月球上去，每千克需要花几万元的代价，不但费用高昂，而且还不能大量地供应，尤其是没办法像自来水那样连续不断地供给。怎么办呢？科学家们设想了两个办法：一是在宇宙居民点栽种植物，让植物进行光合作用制造氧气；二是铺设一条长长的输气管，将地球上的空气源源不断地输送到宇宙居民点去。

你也许会惊奇了：月球到地球的距离有38万多千米，别说铺设管子需要经过浩瀚的宇宙空间，就是在地球上，这条将近能绕地球赤道10圈的长管子，要铺设起来又谈何容易！是啊，这的确不是一件容易的事。不过，科学家们设想了一个神奇的方案，可以不用固体材料来制造这根管子，而是用“光”来构成这根管子！

你也许会更惊奇了：光是抓不住、摸不着的东西，怎么能用它来制造管子呢？再说，将来用“光管”输送空气和氧气，气体不会全都跑光吗？是的，这正是当代科学家们需要解决的问题，也是这个新奇的方案引人入胜之处。

激光——这是大家都知道的“神光”！激光具有功率大、方向准确、发散角度小、不受地球引力影响等优点。此外，它还有一种人们不太熟悉的特性，即“不可渗透”性。也就是说，一束激光在传播过程中，能构成一种无形的力量，使一般气体不能穿透它！科学家们正是从这一新发现上，设想出宇宙输气管的。

一般的激光器发射的激光都是一束实心的“线”，如果用长圆筒形红宝石激光器来发射激光，那么，从它的环状截面输出端射出的激光就会呈管状。你也许觉得这不好理解，那就让我们打个比方吧：自来水龙头流出来的水，总是一条“实心”的水线，如果在自来水龙头出水口的中心，放上一个比出水口小一点的圆木块，水就会从圆木块周围喷出来，并且会形成一根“空心”的水管！这与奇妙的“光管”的情形有点类似。

在这种“光管”里，光束的分布是中心部位能量密度最小，也就是光子最少，越靠近圆周能量密度越大，也就是光子越多，到了圆周上，能量密度就达到最大，光子数量也最多，排列也最紧密，以至于气体都不能渗透出去。这样一来，“光管”就像固体管那样，能“装”气体了！

怎么个“装”法呢？当激光器开动，“光管”形成后，气体从“光管”的下端中心部位输进去，由于光子在飞速向前运动，所以输进去的气体，就被光子“夹”带着同时向前飞奔，这就实现了气体在“光管”内的输送。

气体在“光管”里的输送，与液体在水管内的输送有些不同，液体在水管内输送时，由于水与管壁有摩擦力，因此一边输送一边就减少了能量，速度也就慢了下来，这就是我们用的自来水，为什么管子越接近水塔水越急，越远离水塔水越慢的原因。气体在“光管”里输送时，不但不会与“光壁”摩擦失去能量慢下来，反而会因与“光壁”的接触越走越快！这是因为“光壁”不同于固体的水管壁，它是由飞速向前的光子组成的。气体分子一碰上它，就会更快地向前输送！这真是妙极了！

目前，科学家们设想的这种“光管”还只能在较短的距离内做实验。按照目前激光技术的发展水平，如果用激光器把气体真正输送到月球上去，这种装置的直径要达到89米，月球上的接收装置，还要比地球上的大一倍，即达到178米。这在目前还不是一个理想的实用标准。但科学家们预计，随着激光技术的突飞猛进，将来的发射装置，完全可以缩小到直径只有25米，接收装置则可缩小到50米。到那时，从地球到月球，或从地球到宇宙中的居民点，就可以用它来大量输送空气和氧气了！

人类的脚步已经踏上了神秘的月球，实现了对月球的实地勘察，至于地球周围的宇宙空间，人类的探测活动更是越来越频繁了。大规模开发利用月球和地球周围的空间，已经是指日可待了。这种设想的激光输气管，或许将在未来的大开发中发挥不可估量的作用！

（编辑 孙世奇）