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[科技] 距人类上一次登月，已经过去50多年？

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秋日雨后阳光 发表于 2024-2-5 10:24:54 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
人类对于月球的探索一直令人魂牵梦萦，“愿我们能带着全人类的和平与希望，在未来重返这里”，这是1972年“阿波罗17号”指挥官吉恩·赛尔南的一句话。
他的话语铿锵有力，但50多年过去了，他的期许还是没有实现。2017年过世的赛尔南曾于早些年公开问道：我们何时才能重返月球?
距人类上一次登月，已经过去50多年？ 第1张图片


与此同时，随着时间的推移，越来越多人开始质疑“阿波罗11号”飞船载人登月是一场骗局。
除了质疑50年前的技术是否足以载人登月，公众朴素的质疑还包括：为什么1972年之后50多年来再无任何一位人类登上过月球？登月肯定没什么价值，否则为什么除了美国别的国家都不登月？
实际上，这个问题不难回答， 美国航空航天局没有当初的登月迫切性，因此也就得不到资金支持。
其实在过去十年里，探月任务重新有了起色，只不过这些任务的执行者不再仅仅是原来的国家。在探索我们的太空近邻的舞台上，中国、印度和日本正越来越多地扮演中流砥柱的角色。
中国一直在规划和测试一系列太空任务，并计划在这十年结束前完成两次样本返回任务，嫦娥一号轨道飞行器修正了月球全球地形图，用于制作三维谷歌月球。
嫦娥三号是中国探月计划的第一个着陆器/月球车任务。除了采集高分辨率图像以找到合适的着陆点, 嫦娥三号还成功地在月球上实现了软着陆，并部署了月球车。
距人类上一次登月，已经过去50多年？ 第2张图片


旨在鼓励私人组织开发出能够以更低成本登上月球的技术的“谷歌月球X大奖赛”发起于2007年，影响广泛，不仅在全球范围内筹集了总计3亿美元的巨额资金，还促使印度、马来西亚、以色列和匈牙利成立了第一批商业航天公司。
SpaceX、维珍银河、毕格罗宇航公司等广为人知的航天公司也在致力实现月球旅行的商业化。
越来越多的国家逐渐意识到了月球的巨大开发价值，开始参与月球探索。所以，重返月球真的有意义吗？为什么要竭力把人类送回月球呢？
一、月球科学的未来
行星科学和天体生物学的教授伊恩·克劳福德认为：“科学不是，也永远不可能是人类进行太空活动的唯一动机。尽管如此，行星科学仍会是人类探索太空，尤其是月球和火星地质构造的主要受益者”。
那么，在月球上究竟能做出什么样的研究，值得我们花费高昂的成本?事实上，月球拥有一些独特的特征，而这些特征在地球上几乎无法重现。
1
极其稀薄的大气层
在地球上，天文学研究会受到大气层的阻碍。受大气湍流影响，直径大于4米(157英寸)的望远镜在运行时，被观测物体会不断晃动，导致能进行的科学研究非常有限。
尽管人们将望远镜发射至太空中以克服这一问题，但它们实在过于昂贵。同时，人们为地面望远镜开发了一种名为自适应光学的新技术，可以使星星及其他被观测物体免于闪烁。
但将望远镜建在月球才是真正两全其美的方案——这样一来我们既能获得太空望远镜的清晰度，又可以充分利用一些支持地面望远镜的基础设施。
距人类上一次登月，已经过去50多年？ 第3张图片


2
无线电静默
月球是进行射电天文学研究的圣地，十分适宜于观测天体的无线电波。不同于地面射电望远镜，位于月球背面的射电望远镜可以免受地球大量无线电噪声的影响。
此外，地面射电望远镜只能探测到由太空中天体发出的某些特定无线电频率。据研究，无线电窗口的频率波段约为5MHz到30GHz，在这一窗口的低频端，各个天体产生的无线电信号会被地球的电离层反射回太空；而在这一窗口的高频端，无线电波又会被大气中的水蒸气和二氧化碳所吸收。
相比之下，月球大气层十分稀薄，具备观测全频谱无线电频率的条件，这使我们可以对一些从未观察过的频率展开探索，从而带来更多令人振奋的新发现。
3
更低的重力，更大的望远镜
无论天文学家试图收集哪种光（X射线、可见光、无线电波、紫外线），他们都一致需要更大的望远镜。更大的望远镜有能力收集更多的光，而更多的光可以保证更高的分辨率，使我们看得更清楚。
在地球上，建造大型望远镜成本高昂。如果将来月球基地上的基础设施有所完善，望远镜的造价将会显著降低。月球上的引力只有地球的六分之一，所需的支撑结构更少，这使建设更大的望远镜成为可能。而且，月球上吊装望远镜的过程也会更加轻松。我们还可以充分利用月壤中的元素，无须从地球上转运过多材料。
距人类上一次登月，已经过去50多年？ 第4张图片


4
无光的环形山
在地球上观测太空时，光污染是一大主要干扰。太阳辐射会以光或无线电波的形式，淹没我们试图探测的微弱信号。
然而，月球上有些环形山是太阳光永远也无法照射到的，其部分区域一直处于黑暗之中。这些区域可谓是安置光学望远镜的理想位置——在地球上，这种望远镜只能运作半天，因为白天艳阳高照，会产生大量光污染，以至于光学天文学家只有在太阳落山之后才能工作。相比之下，无光环形山中的望远镜完全可以做到全天候运作。
5
宇宙中的“时间胶囊”
前文提及的所有科学研究都可以在地球上完成，只不过在月球上效果更佳。但是，月球还具备地球所无法比拟的独有特征。月球表面侵蚀作用弱，大气极为稀薄，这使它完整记录下了太阳系的历史。
在太阳系形成之后，月球仍不断被各种残余碎片撞击。于是，月球好比一个独一无二的时间胶囊，有助于我们研究地球的起源及其在太阳系中的位置。
二、月球商业的未来
月球是科学家们探索发现的乐园。但正如伊恩·克劳福德先前所说，对科学本身的追求并不足以推动未来探月工程的发展。还需要更加有利可图的理由，以支撑我们持续探索。这些原因包括利用月球的自然资源和能源，以及为人们提供度假消遣的旅游胜地。
1
资源
通过对月岩样本的研究发现，月球岩石含有大量的氧化物矿物。这意味着月球上的氧元素非常丰富，虽然它们都以化合物的形式储存于岩石之中，但仍有机会通过实验将这些氧气提取出来，以供宇航员呼吸，或是用其制造水甚至火箭燃料。
月球表面的稀土资源同样储量庞大。由于稀土金属在制造高科技产品的过程中不可或缺，它们如今在全球经济中扮演着日趋重要的角色。目前，中国的稀土储备独占鳌头，产量占全球90%以上。许多国家对规模化开采月球稀土兴致勃勃，希望借此摆脱稀土进口依赖。
距人类上一次登月，已经过去50多年？ 第5张图片


2
水
月球表面的月壤包含大量水分，其微量浓度为百万分之十到百万分之一千，这个数字在月球南北两极地区的永久阴影区(“冷阱”)中还要更高。和氧一样，月球上的水对宇航员来说极具价值，将成为火箭燃料、可呼吸空气和饮用水的宝贵来源。
3
氦-3
氦的同位素氦-3被认为是月球上最有价值的贵重物质之一，氦-3原子是发生在太阳中心的核聚变反应所产生的副产品。这一核聚变反应使太阳能够源源不断地发光发热，并且释放出巨大的能量。
尽管我们如今鲜少有机会用到氦-3，但世界各地的科学家正在试图建立核聚变反应堆，以利用核聚变带来的巨大的潜在能源。如果要着手修建这样的反应堆，氦-3就会变得不可或缺，因为它清洁且无放射性，是一种理想的燃料。
4
月亮发电
由于没有大气层，月球是安置太阳能电池板的绝佳地点，它甚至要比地球上任何一个日照充足的荒野都更加理想。而且，月球上有局部区域几乎24小时都在接收阳光，这就让在月球上安装太阳能电池板的主意显得更加合理。此外，我们甚至还能控制机器人铲起月尘，就地取材，利用月尘制造太阳能电池板，铺设在月球表面。
距人类上一次登月，已经过去50多年？ 第6张图片


5
太空旅游
目前只有少数人曾豪掷千金，付费前往太空旅行。到什么时候，普通人才能拥有去太空旅游的机会呢?
类比航空旅行的大众化，根本原因在于商业运作。资本从旺盛的民航出行需求中发现了商机，于是通过发展技术推动价格下降，促使航空业进入大众化消费时代，以便从中牟取更多利润。
太空旅游的发展也许会遵循相同的路径：随着人们的呼声愈发高涨，技术将加速发展以满足需求，最终使廉价、安全的登月旅行变得触手可及。
[英] 玛吉·阿德琳-波考克 著
孙红卫 译
北京大学出版社
2023 年 6 月
文章转编自北京大学出版社


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标签：日本马来西亚旅游旅行美国
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