月球上的特殊环境

郭红锋

人类已经在20世纪60年代登上了月球，20世纪末中国发展探月工程以来，取得了一个又一个成果，在世界范围内掀起了新一轮月球探测热。将来人类在月球上建立科学实验基地，甚至常驻人类的月球村，也是前景可观的。那么，人类在月球上工作与生活会遇到哪些问题，月球环境跟地球上有何不同，这些都是人们需要提前研究和考虑的。

月球上的重力

大冢都知道，月球体积比地球小，其重力也只相当于地球的1/6。航天员登陆月球后，由于所受重力影响小，按照地球上走路的力度，很容易飞起来，所以航天员更多的是选择蹦蹦跳的前行方式。在月球上，轻轻一跳就是5米多的高度，稍用点力的话，也许就到10米了。航天员走在月球上会是一种轻飘飘的感觉。

在过去的50年中，人类已经研究并知道了微重力会导致骨质流失、肌肉萎缩，引起心肺问题，以及对嗅觉、味觉、视力、大脑甚至免疫系统产生不利影响。因此，在空间站等需要长期停留的环境里都设置了人造重力等环境。

目前人类对低重力与人体健康的关系尚知之甚少。欧空局和德国航空航天中心于201了年开始了，“低重力运动研究”。它采用垂直跑步机，把受试者身体水平悬挂在一张网上，支撑人体重量的5/6。通过这种方式，一方面研究航天员在月球重力环境下的双足、单足蹦跳等活动对跟腱的影响，另一方面研究在月球重力环境下为抵消人体骨骼和肌肉的损伤而采取的措施。

月球上的空气

由于月球质量小，产生不了足够的引力，不能将气体分子大量吸附在月球的表面，所以月球上并没有大气层。与地球表面的大气层相比，月球的大气极其稀薄，比地球上一般的真空还要稀薄，远低于地球海平面大气层密度的百兆分之一（10的负14次方）。月球上也沒有氧气，人类无法在月球上呼吸，所以航天员要在月球上漫步也需要穿宇航服。

月球上没有大气，也就不存在风。所以月球上虽然有尘土但不会被吹起来，环境很干净。

有人质疑美国人登月时竖起的旗帜有飘动的感觉，那是因为旗帜的面料是特殊的材料制作的，不会像绸布那样自然下垂，也正因为不是绸布的，所以旗面看上去皱巴巴的。

月球上的水

近期报道指出，月球上被探测证实存在水不过是以气态水和固态水的形式存在，没有地球上的液态水形式。1998年初，“月球探索者号”飞船在对月球作进二步探测时发现，在月球的南北极，终年照不到阳光的环形坑内的土壤中，保存有大量的水冰。月球水的探测、开发、利用等是建立月球基地非常重要的课题，需要后续大量的探索和研究。

月球上的温差

我们都知道月球上白天温度可达100℃以上，夜间降至-170℃，这个温度的变化过程是在一个月球昼夜期间完成的。

我们在地球上也有昼夜温差，每日最高温度在正午过后，夜里最低温度是在午夜以后，这是因为地面有大气、水、植被、土壤等吸热和散热，使得最高温度和最低温度都比太阳照射角度的最大（小）值时间滞后。但月球表面基本上没有吸热材料，升温和降温都十分迅速，所以其最高温度和最低温度一般就出现在白昼的中间和夜晚的中间，而在其昼夜交替的时间段里则温度适中。

月球昼夜周期为29.5天（同月相周期），因此，月球上正对着地球那一面的正午（即白昼最高温）出现在农历十五左右，夜晚最低温一般在农历初一前后，温度适中的时段为昼夜交替间的农历初七八。同地球上各地有时差类似，月球上某地的东西两边，达到正午或午夜的时间会有先后。

这样分析后，我们就看出“阿波罗”登月的时间、地点都是精心挑选的，如果只看公历，登月时间没有规律，但是心细的人定会注意到：“阿波罗”登月的时间，大多数在农历初六至初十之间，最晚离开月面的时间大约是农历十二（在月面停留最长时间为了5小时）。这并不是偶然，因为农历是按照月相变化规律制定的，6次载人登月都是在月球正面且是着陆点白昼（但不是正午）着陆。农历初六到初十之间，正好可以选择月球正面昼夜交替区域里（图5黄色区域）的白昼且温度不是最高的最佳地点和时间段，在此区域还可以停留一段时间进行探测和研究。

月球上如此巨大的温差对人类生活和工作都是困难和挑战，但有人也提出奇思妙想，可以利用温差发电，解决夜晚的供电和供暖问题。人类未来在月球如何生活？关于这个问题，你是不是也有很多奇特的想象和妙招呢？那就快来参加“寻找少年航天员——我的月球家园”征文活动吧！

最后，给同学们留下两个思考的问题：

1.“嫦娥号”月球探测器在月球表面降落时，为什么不使用降落伞？

2.从地球带到月球上的天平能用吗？温度计能用吗？指南针能用吗？