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人类登月的故事 将在月球两极续写正文

类别:非主流意境 | 点击: | 日期:2019-07-22

  时间过得真快。一晃,人类首次登月已经过去了半个世纪,再算算,人类最后一次登月也是47年前了。许多科学家都在心心念念这件事情,他们认为,是时候重新回到月球续写50年前的故事了。那么,不久的将来人类与月球故事将怎样继续?

人类登月的故事 将在月球两极续写

  下一步率先登月的或仍是美国

  半个世纪前,美国成功实施“阿波罗”计划,在与苏联开展的月球竞赛中大获全胜。不过在载人登月活动停滞了40多年后,未来率先把航天员送上月球的会是谁?

  其实没啥悬念,大概率还是美国。

  美国已经提出了明确的登月计划和时间表。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩向科技日报记者介绍,美国原计划在2028年重返月球,但美国总统特朗普有不同想法。他希望自己连任后,能在任期内看到载人登月,因而将计划时间提前到2024年。

  目前,美国国家航空航天局(NASA)已将新的登月计划正式命名为“阿尔忒弥斯(Artemis)”。在希腊神话中,阿尔忒弥斯是阿波罗的姐姐,也是月神。NASA以此命名,除了致敬“阿波罗”计划,还希望将女航天员首次送上月球。

  美国的登月计划让外界感觉不是很踏实,原因之一是运载火箭老掉链子。

  庞之浩说,美国波音公司正在研制“太空发射系统”(SLS),其将成为有史以来推力最大的运载火箭。该火箭的研制分两步,初级构型下,近地轨道运载能力约70吨,后续改进型则能达到130吨左右,可以满足载人登月甚至登上火星的需求。

  但SLS的研制进展缓慢,原计划2017年首飞,目前已推迟到2020年。许多人对美国能否靠它如期实现载人登月表示担忧。

  不过,航天专家黄志澄对美国登月计划有一定信心,认为2024年实现登月的可能性超过一半。他表示,由于受到俄罗斯、中国航天发展的压力,美国加快载人登月脚步的决心很大。

  早些时候有外媒报道,特朗普要求为NASA额外追加16亿美元预算,这些资金将加快火箭和登月系统的研发进程。美国副总统迈·彭斯曾透露,特朗普下令在2024年将美国人送上月球。

  同时黄志澄表示,NASA采用了与以往不同的方式,联合了许多民间力量,在着陆器、有效载荷等方面与多家民营公司签订了合同。“这样的合作给美国带来了一定优势,不能低估美国的社会力量。”他说。

  庞之浩认为,如果美国能够坚持现有方案并持续投资,即使2024年不能实现载人登月,最晚到2028年应该也可以重返月球。而黄志澄认为,像SpaceX、蓝色起源这样的民营火箭公司,或将与NASA构成“双保险”。SpaceX甚至有可能先于NASA实现载人登月。

  当美国为重现登月壮举大力“总动员”时,其他国家也在推行登月计划。

  今年2月,俄罗斯探月计划流出,其中提到计划于2031年完成首次载人登月,2034年着手建设月球基地。为此该国启动了超级重型运载火箭项目。

  庞之浩介绍,俄罗斯正在分两步研制新型重型运载火箭“叶尼塞”与“顿河”,它们的近地轨道运载能力分别能达到103吨和130吨。

  从技术上说,俄罗斯在大推力液氧煤油发动机领域至今独步天下,他们的问题是钱。为此该国表态将与中国分享重型运载火箭信息,以期用技术换取资金回报。

  此外,庞之浩介绍,欧洲、日本均提出过建立月球基地的构想,但尚无实质性进展。

  至于小伙伴们关注的中国载人登月计划,恐怕还得等等。黄志澄表示,一方面我国重型火箭研制还需时日,另一方面未来一段时期我国面临的最大航天项目是建设、运营载人空间站。从技术和资金角度考虑,将载人登月计划安排在空间站运营成功之后更为恰当。

  两极将成为未来登月落脚点

  1969年7月20日世界时20时17分,阿波罗11号飞船降落在月球静海地区,位置在北纬0度40分26.69秒,东经23度28分22.69秒。

  静海位于月面中央的宁静盆地内,面积约为42万平方公里。此后,阿波罗16号、17号飞船也在该地区登陆。

  庞之浩介绍,当年受技术能力制约,所有阿波罗飞船都是在月球正面赤道附近着陆。而如今,美国声称有能力落在月球任何一个地方。

  虽然美国尚未公布未来登月的确切地点,但从近年国际探月活动发展趋势来看,月球两极已成主要目标。

  例如,今年1月3日,我国嫦娥四号探测器成功着陆在位于月球背面南极附近的艾特肯盆地冯·卡门撞击坑。在国家航天局公布的探月四期工程后续计划中,嫦娥六号任务计划在月球南极进行采样返回,嫦娥七号要在月球南极对地形地貌、物质成分、空间环境进行综合探测,嫦娥八号也将继续进行科学探测试验,并开展一些关键技术的月面试验,为以后各国共同构建月球科研基地做前期探索。

  庞之浩表示,月球两极是人类建设月球基地的理想场所。月球两极存在两种特殊区域:一是永久光照区,可以获得持续稳定的太阳能;二是永久阴影区,已有研究发现,这里可能存在大量水冰。水可以用于航天员的生活,还能原位利用,分解成氢和氧作为飞船燃料。因此,在两极建设月球基地,不仅有利于航天员驻留,还有助于把月球作为跳板进行载人火星探测。相比从地球出发,火星飞船从月球起飞,成本将大幅降低。

  月球资源的正确“打开方式”

  “阿波罗”计划虽然取得了许多科学、技术上的伟大成就,但主要还是服务于政治目的,为此付出了惊人的成本。如今,这种打鸡血般不惜代价也要“到此一游”的登月方式,显然不再行得通。

  经过多年“冷静思考”,各国普遍认识到探月活动具有政治、社会、技术、科学和经济等多方面意义。因此,未来人类探月的目标也转变为将科学探索和经济利益相结合,最终目的是开发月球资源,为我所用。前文提到建设月球基地即是为此。

  那么,月球上有哪些资源,如何开发?

  早些年,月壤中氦-3的发现,让科学家们十分兴奋。

  氦-3是被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。据科学家计算,100吨氦-3所能创造的能源,相当于全世界一年消耗的能源总量。氦-3在地球上的蕴藏量极少,全球已知且容易取用的只有500公斤左右,而早期探测结果表明,月球浅层的氦-3含量多达上百万吨,足够解决人类的能源之忧。实际上,随着人类对月球认识的加深,科学家发现月球氦-3的总储量很可能更多。

  不过冷静下来后人们发现,月球氦-3虽多,想用上却不容易。其不仅提取过程复杂,要想大批量运输回来,也面临高昂的成本和许多技术难题。

  也有人提出在月球永久光照区建设大规模太阳能电站,不过所需的设备和材料怎样运上去,获取的电能如何突破38万公里距离传输回来,这都是当前技术难以解决的问题。

  再多困难,也不能限制一些人对开发月球的想象力。2018年,日本一家名叫ispace的民营公司宣称,将于2040年前在月球上建造一座城市,并使其客流量达到每年万人左右。

  中国航天科工集团二院研究员杨宇光认为,这是异想天开。人类和月球的故事不是这么发展的。

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