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月球背面,把日子过成诗

2019-01-30刘姝钰

新民周刊 2019年4期
关键词:大气层月球基地

刘姝钰

中国探月计划的第三阶段,是令人期待的“驻月”,建立月球基地。

包括中国在内,日本、印度、美国、俄罗斯等多个国家,都向世界宣示着希望在月球上建立长久性基地的愿望。月球,因其与地球相去甚远的环境条件,例如不具备氧气、水等生命必需的资源,温度不适宜、重力比较低等,很早就被我们从“人类宜居星球名单”上除了名,但这些“缺陷”并不妨碍人类征服月球的野心。

在标志性经典科幻电影《2001年:太空奥德赛》中,月球就被赋予了“瞭望哨”的意义:21世纪初,美国科学家D R.Floyd等一行人在月球基地发现了一块黑色方块石碑(这是影片中第二次出现黑色方碑,第一次出现的意义在于启迪人猿完成进化),对这块未知造物的研究,最终引导人类走向了更广更深的宇宙去一探究竟。

这部在1968年就上映的电影,甚至比阿波罗11号登月还要提早一年,却预言一般揭示了月球之于人类文明的重要意义。也正是得益于月球无法适宜人类居住的种种“缺陷”,它成了太空基地的理想选址,为人类走向更加广袤的世界吹响前奏。在这一天到来时,如果能被选中在月球基地生活并工作,又是怎样一种体验?

怕的不是“寂寞”而是陨石

提起月球的特别之处,最容易想到是这里的大气环境。月球的表面几乎为真空,20世纪60年代,伴随苏联月球二号和美国阿波罗11号的探索,月球上没有大气层这个结论已经得到证实。这样的环境除了众所周知不会带来氧气外,还和其他很多现象有着千丝万缕的联系。

因为缺少大气层的环绕,月球失去了一层能够储热或散温的保护罩,地表直接与阳光亲密接触,在月球赤道附近,白天时气温可以飙升至100 ℃以上,夜间又会跌落至将近-180 ℃。在地球上,我们尚且将赤道附近、南北极等地的天气视为“极端天气”,在月球上想要生存下去,必然需要防护服或保护罩的加持了。

大气的作用当然不止有保温,在地球上司空见惯的“散射”“反射”等现象,在月球上也全然不同。因为阳光没有被大气散射出去,所以即使在月球上的白天,阳光无法照到的阴影处依然漆黑一片,“手电筒”等照明工具不再只属于黑夜。在玉兔号月球车上,就装有激光点阵器,射出的16束激光可以在月球表面上透出光斑方阵,便于玉兔号分辨地质。同样,没有大气,阳光的反射也会格外强烈,如果想在月球上拍照发个朋友圈,就要做好照片曝光过度、颜色对比强烈的准备了。

想在月球生活,还需当心“飞来横祸”。虽然月球引力小,但还是足以对宇宙中的大量陨石形成一定吸引力,失去了大气层的保护,大大小小的陨石就会直接亲吻月球表面,正是承载了多少次的撞击,小小月球才形成了数以万计的撞击坑。因此要在月球基地长期安家,有必要考虑建立一套防御系统,躲避陨石的同时还能抵抗宇宙射线的辐射。

月球的质量也仅仅为地球的八十分之一,直径大约是地球的四分之一,而它所能产生的引力也只是地球的六分之一,这样的描述立刻会让我们想起月球引力对人类骨骼的影响。长时间处于太空失重状态下会出现钙质流失、骨质疏松的情况,在月球低重力的干扰下,大概也就会有了骨骼生长过快的“月球巨人”或骨骼生长缓慢的“月球侏儒”。

回到月球大气层,真空并不意味“一无所有”,月球的表面有很多大小不一的月尘颗粒,这些颗粒无处不在。虽然有的可能只有几微米,但我们知道,进行太空探索,所使用的装备和仪器往往都是精巧、细致的,越是这样肉眼都无法看到的物质,越有可能给精致的设施带来巨大杀伤力。月尘往往表面粗糙,这就让他们容易附着在设备上打破设备密封的环境,覆盖在太阳翼、辐射器上从而干扰工作,而一些细小的月尘也有机会进入到核心组件中,日积月累引起材料磨损、转轮卡死等情況。之前,玉兔号月球车出现故障的新闻牵动很多人的心,专家分析造成故障可能的原因之一就是月尘的堵塞干扰。看来,居住在月球基地,“除尘”工作一日也不能落下。

如果我们在月球生活,也就是有14天左右为白天,14天左右为夜晚。月球背面,也被称为“月之暗面”,这个“暗”,并不是缺乏光照带来的“黑暗”,事实上,这里同样会接收到太阳的照射,只是因为此处为人类未知区域而用“暗”描述。

在月球背面生活,与在正面生活会有什么不同呢?月球背面的月海比月球正面少很多,但陨石坑的数量却多很多。比起这样的地质环境,在月球背面更应担心通信问题。地球有大气层可以反射无线电波,月球可没有,在月球朝向地球的那一面,发射出的无线电波尚且能被地球接收。但万一我们进入月球背面生活,那很不幸,我们发出的无线电将直接逃逸到宇宙中。2018年5月,长征四号丙火箭把鹊桥号中继星送往月球轨道,这颗卫星恰如其名,成为月球背面与地球进行联系的中介,为这样一个寂寥之地搭建了联络的鹊桥。

“新家”资源丰富没地震

除了日常联络外,长期在月球基地工作,偶尔还想要回一趟地球老家。月球与地球的平均距离大约是38万公里,最近的地点有36万多公里,而最远的时候有40多万公里。以现在的飞船技术,大概需要一周左右可以返乡。但我们知道,嫦娥四号的落月之旅经历了足足27天,这是因为它在抵达月球附近后,为了寻找合适的时机,绕月飞行了20天左右。在这段时间里,嫦娥四号进行变轨调整,寻找最佳降落轨道。

与地球相比,在月球基地生活有一点“优势”,那就是比起地球板块运动带来的地壳不稳定,月球的情况极其稳定,且比起地震的强大威力,月震所释放的能量微乎其微,约为地震的一亿分之一。在这里,大可以发展高层建筑。

在月球建造建筑群是一项极其耗费人力、物力的工程,针对此,灵活的3D打印技术又成为了月球基地发展的一个落脚点,美国宇航局已正式批准使用3D技术在月球盖房子的研发项目。中国国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华在关于嫦娥八号的介绍中也提到,“嫦娥八号,我们计划进行更多关键技术的月面试验。包括要不要在月球建立科研基地或科研站、月面如何进行3D打印、能否利用月壤建造房屋等,为共同构建月球科研基地进行探索。”

当然,生活在月球基地的人们,并不只是来“追求诗和远方”体验另一种生活。按照规划,月球基地的一个重要任务就是探索月球丰富的资源。在关于月球的很多科幻小说中,“氦3”被反复提及,并承担了引发星际硝烟的重要导火索角色,足以可见这个在地球上日渐稀缺的能源的重要性。月壤中除了富含氦3、锰、镁等资源外,还有可用于制作太阳能电池的大量的硅。

虽然在月球上生活并不容易,但月球作为一个太空中转站基地,充分发挥了“化劣势为优势”。稀缺的大气层和较小的引力,都使这里成为极易向太空发射卫星的首选之地,而月壤中丰富的资源,也方便“就地取材”。

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