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月球,人类理想的中转站

2023-11-19颜士州

新教育·校园 2023年10期
关键词:月球科学家基地

颜士州

2023年5月30日,备受瞩目的神舟十六号载人飞船飞向浩瀚无垠的太空,引起了国内外的高度关注,这意味着中国太空研究项目走向成熟。未来的登月计划也是指日可待,预计我国将在2030年前实现中国历史上首次“载人登月”。

早在1969年7月,3名美国宇航员登上一艘宇宙飞船,他们在太空中度过了4天的旅途生活,最后登上了月球,人类终于在探索宇宙的伟大事业中跨出了一大步。

踏上月球,不仅仅使人类了解到月球是一个没有水,没有空气,没有风雨,没有任何生命的死寂世界,更重要的是让人看到了人类的力量和智慧,看到了探索其他星球的光明前景。

今天,我国科学家又在着手准备第二次征服月球,计划在月球上建筑一座永久性基地。

为什么要重返月球

50多年前美国人登上月球,虽然具有重大的科学意义,但是其主要动力是来自政治和军事的需要;而人类重返月球的意义却要比这积极得多、深刻得多:月球基地将能更好地为人类未来的发展服务。

重返月球,让我们能跳出地球,在月球基地上对地球重新进行认识。俗话说:“不识庐山真面目,只缘身在此山中。”或许,在月球上观测人类祖祖辈辈居住的“摇篮”—地球,会更真切、更透彻。

重返月球,或许是人类离开地球迈出的第一步。众所周知,今日的地球已是灾难深重、危机四伏,人类正面临着人口爆炸、环境污染、资源短缺、臭氧层减少等种种危机,解救人类的办法之一便是向空间发展,月球则是最近的一站。

重返月球,是人类的愿望,也是人类力所能及的目标。人类的科学技术发展到21世纪,已经具备了进入空间的能力,开发空间是必然的发展,月球是地球的近邻,自然是最便捷、最经济的开发场所,它上面有不少资源值得开发呢!

重要的科研场

人类去月球建立基地,究竟有什么用呢?科学家回答:“月球基地可是我们重要的科学研究和实验的场所!”

由于地壳运动、人类活动及气象销蚀的作用,地球早已面目全非。与此相反,月球则仍然保留着它本来的样貌,研究月球将有助于我们了解地球的原始状态和远古时期。

由于月球自转速度小,月震也很弱,没有人造的发光物体和无线电波干扰,没有尘埃污染,没有云雾遮挡,没有大气散射,这样的环境可以大大提高天文观测的能力和效果,中微子、引力波等宇宙中的奇异现象更容易被探测到,这当然是天文学家绝妙的天文观测基地!

由于月球没有大气掩盖,直接承受太阳的辐射,没有磁场,没有振动影响,真空度比航天站上还要高100万倍,因此,可以成本低廉地实现地面上或航天站上不易实现的大规模物理和化学研究实验。例如带电粒子加速和超高速碰撞实验、核聚变研究等等,它是一个名副其实的巨大的天然物理和化学实验室。

由于月球表面没有有机物的存在,这让科学家在进行生命科学实验时不会发生混入或测定错误等方面的问题。因为是真空,细菌等实验用的微生物根本不会扩散,相对来说比较安全,是理想的生命科学实验场所。

人类的第二故乡

建立月球基地,最终使它成为一个自给自足的独立世界,这将使我们人类拥有第二个故乡、第二个生存领域。即使地球将来有了不测之虞,人类仍然可以在月球上保存自己的历史和科学文化,不会出现“白茫茫空间真干净”的局面。而且,与此同时,人类也将重新写下月球的历史,在月球上发展科技、繁荣文化、延续生命,使月球真正成为人类赖以生存的场所。

未来的月球基地将是制造和发射宇宙飞船、宇宙探测器的重要场所,因为月球上的重力只是地球上的1/6,发射航天器所需要的能量自然要比地球上少得多。目前,月球岩石中已有丰富的氧元素,如果能在月球两极地区找到冰,就可以制造氢。这样,月球基地又可以成为航天推进器的能源供给基地了。

月球上太阳能的利用率是地球的1.5倍,直接利用太阳光的热交换,可达到200℃~600℃的高温,如果用抛物面反射镜聚集太阳光,则可达到熔炼矿砂的1500℃的高温。因此,月球基地上的太阳能电站可提供充足的能源。

在月球基地上生产的产品不仅可用于建造航天站及其运输系统,甚至可以供应地球。科学家预言,如果把地球上的科学技术引入资源丰富的空间,大约只需100年时间就可能解决地球上人类面临的资源和人口危机了,这多么吸引人啊!

建设月球基地

人类要在远离地球40万千米的月球上建设第一座真正的“城市”,首先要解决的难题是建筑材料供应问题。科学家利用月球自身的尘埃制造水泥的方案已经通过了。这可是一件大事,因为这一方案如果可行,就可以不用以过高的代价通过宇宙飞船把成千上万吨水泥和水从地球运往月球了。须知,从地球到月球,1吨水泥的运价便要数千万美元呀!

美国科学家利用50多年前由阿波罗宇航员从月球带回来的40克尘埃制造出了一种特殊的水泥,这种水泥具有抗原子辐射和防水性能。此外,还有许多材料都可用于月球基地建设。例如以二氧化硅为基础的产品或合成材料。为了解决月球上无水、无大气层这一技术难题,科学家研究出了自动搅拌水泥用水量少的新工艺。月球表面是由铁氧化物和钛组成的,当它加热至800℃时,就会出现氢的化学反应,分解成为铁、钛和水蒸气,利用潮湿水泥和金属就可以制成钢筋混凝土了。

随着新一轮探月热潮的展开,尽管各国都拿出了自己的登月计划,然而最有实力还是中国和美国这两个国家。美国科学家计划建造的第一個月球建筑物高为20米,直径为40米。如果全部依靠地球,就需运往月球1000吨水泥、330吨水和300吨钢筋;如果就地取材,仅仅需要200吨机械,其中包括100吨钻探设备和5吨交通运输工具,运输成本可以降低很多,而且这些机械还可以在月球上另作他用。

月球是全人类共同所拥有的,让我们每一个人都关心月球的开发和月球基地的建设吧!

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