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如何打造美妙的月球基地

来源:咸宁网 时间:2019-03-22 10:42

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欧洲用3D打印机建造的月球基地设想  示意图。可容纳4人居住,并能避免陨石碰撞  和宇宙射线辐射,以及明显的温差影响。  

新闻背景

最近,美国航空航天局宣布将在10年内建立一座有人月球基地;  俄罗斯也宣布计划于 2031 年首次载人登月,然后着手打造月球基  地。我国已在今年透露,将发射嫦娥8号进行科学探测和试验,以验  证建立月球科研基地的可行性。由此表明,人类将在不久的未来掀  起打造月球基地的高潮。

为何建造月球基地

所谓月球基地,就是在月球上建  立可供人类长期居住、生活及开展各  种技术试验、科学研究和资源开发等  的各种基础设施。  

月球上有很多得天独厚的自然环  境适合人类开发。例如,月球表面含  有大量的氦 3。这种在地球上很难得  到的物质是核聚变反应的高效燃料,  可为人类提供便宜、无毒和无放射性  的能源。因此,有人称月球是21世纪  的“波斯湾”。另外,月球上有上百种  矿藏,其中5种地球上也没有。  

因为月球比地球稳定得多,且没  有大气层和磁场,并拥有弱重力、高洁  净的特殊自然条件和自然环境,所以  月球可作为对其它星球开展探测和研  究的平台,变成进行天体物理学研究、  制备一些昂贵生物制品与特殊材料等  的理想场所。  

由于月球的引力只有地球的1/6,  并拥有可提炼、分解成航天员呼吸所  需的空气和深空飞行器所需燃料的水  冰,因此它还可作为深空探测的前哨  或中转站。  

总之,月球基地可以用于月球科学  研究、月球资源开采利用、科学技术试验  平台、月基空间观测站和载人深空探测  中转站等。简单地说,在月球上能够打  造理想的科研基地、能源基地和载人深  空探测跳板等。美国还曾把月球当作  地球的第八大洲,准备建立军事基地。  

美国现正计划通过国际合作方式  研制名为“深空之门”的近月空间站,  它将是月球基地建设的中转站,能方  便支持月表基础设施建设和航天员在  月表活动。

准备工作十分重要

在月球上建设规模庞大的基地是  一项前所未有的宏伟创新工程,需要  花费巨大的人力、物力和财力。为此,  在建造月球基地之前要做大量的准备  工作。例如,发射月球探测器对月球  进行全面探测,目的是为建造月球基  地选址;研制充当开路先锋的月球机  器人等,为建立月球基地开道铺路。  

建造月球基地首先要全面而深入  地了解月球。至今,虽然全球已发射  了 130 多个月球探测器,使人类掌握  了不少月球的资料,但要建设月球基  地,仅靠这些资料仍然不够。例如月  球的两极地区,特别是月球的背面就  了解得不多。水是基地选址的重要条  件,但根据目前的了解,只有在月球两  极终年不见阳光的地方才存在丰富的  水冰。所以今后还需要发射更多的探  测器对月球,特别是两极地区进行探  测。据悉,我国嫦娥6号将在月球南极  进行采样返回;嫦娥7号也拟在月球南  极着陆,完成综合探测任务;嫦娥8号  可能会在月球北极着陆。  

建设不同的月球基地,其选址的标  准和要求也不同。例如,如果要建造月球  资源基地,就应根据月球资源的分布情况  来选址;如果拟建造科研基地,则最好选  择在月球的背面,因为那里没有地球无  线电波的干扰,很适合进行天文观察。  

一般来说,月球基地选址应考虑  几点:一是建在与地球能方便通信的  月球正面;二是建在月面比较平坦,有  利于月球飞船安全着陆的地方,并要  求太阳光呈一定角度照射到月面上;  三是建在月面有丰富矿产资源的地  方,以便开采和利用。月球基地选址  还要满足两个最基本的要求:有充足  的阳光和储存丰富的水冰。从目前来  看,在月球的两极建基地比较好,因为  在那里既地势比较平坦,有利于月球  飞船的起飞和着陆,且有一些区域接  近于在太阳的永久照射之下,而在太  阳照不到的地方有水冰。  

美国早在2009年就发射了用于月  球基地选址的“月球勘测轨道器”,它是  目前最先进的月球轨道器,今年还多次  拍摄到了我国嫦娥4号着陆器和玉兔2  号月球车。

科研与资源的利用

如果在月球上建立科研基地,就  可以大规模、长时间进行月球自身科  学研究、月球观测平台研究和月球科  学平台研究。其中月球观测平台研究  是利用月球特有的环境,将其作为一  个观测宇宙和研究宇宙的理想平台。  例如,月球没有大气层,重力只有地球  的 1/6,月震强度只有地震的亿分之  一,月背没有人类活动造成的纷杂的  干扰,所以很适合建造理想的天文  台。另外,与建造空间望远镜相比,月  基望远镜在安装、维修和跟踪等方面  更容易。  

如果在月球上建立资源基地,则  能很好地开发那里的氦3和其它丰富  矿藏。  

利用月球基地,可开采月球土  壤中丰富的铝、铁、硅,并直接生产  成建材来建造房屋;也能采用 3D 打  印技术就地取材建造月球村,欧洲就  准备采用这种方案。这样做不仅能节  省成本,还可利用月壤建造的半地下  房子抵抗月球的极端温差和太阳照  射。  

勘测表明,月球两极有大量水冰,  开发它既能满足人在月球上的需要,  还可把它分解成氧和氢,成为载人登  月飞船或在月球中转的火星飞船的燃  料。  

为了解决运输问题,降低成本,可  直接在月球上建造核电站。它发出的  巨大电力除能供月球基地使用外,还  可通过中继卫星传送给地球人使用。  另外,在月球上建核电站不用担心核  泄漏等问题。  

也可以在月球上建太阳能基地,  因为月球表面几乎没有大气,太阳辐  射可以长驱直入进行高效率发电,而  且很容易满足用目前的光电技术进行  太阳能发电所需大片光照充足土地的  要求,因为月球上有的是土地。

建造基地具体步骤

经过长期研究,航天专家们已提出了多种月球基地建造  方案,例如:  

第一步:建设机器人基地,用机器人月球基地“打前  站”。其优点是比建真人基地经济便宜,设备简单,风险较  小,无生命危险。  

第二步:建设可容纳 6 人、逗留 6 个月的初级基地。  它既可以是固定式的,也可以是移动式的。其中移动式  月球基地是将基地的居住舱装上 4 到 6 个轮子或机械腿,  最大优点是可以让航天员在月球上的不同地方进行调研  和考察。  

第三步:建设可容纳 24 人的中级月球基地。它由 3 个  埋在月球的地下且对接在一起的空间站舱组成,上面盖有  1.5 米至 2.0 米厚的土壤,目的是防止宇宙辐射伤害人体,同  时还有利于保持舱内的温度。其研制时间为 1 年,寿命 10  年。  

第四步:建设能容纳120人的高级月球基地。它可建在  月球的熔洞内,也能用由月球岩石加工、混合而成的钢筋混  凝土建在地下。从地球到月球轨道的运输采用可多次使用  的重型航天运输系统。其研制时间为5年,寿命30年。  

第五步:建设能容纳250人的月球工厂。除开采月球矿  物以外,月球工厂还要负责生产一些重型设备。这些设备除  供月球移民区的建设外,还供太阳系其它行星和天体的开发  之用。其使用寿命30年。  

最后一步:建设能容纳2000人的月球移民区。其建设是  把数个高级月球基地联结起来成为一个超大规模的月球基  地网。其研究、设计和建造可能需要30年时间,是人类在月  球上的一个永久性的定居点。

延伸阅读

月球基地一般包括两个最基本、也是最重要的设施,那  就是可供航天员生活和工作的加压居住舱和生命保障系  统。因为人在登月的全过程中会面临失压、缺氧、低温和辐  射损伤4大危险。所以,月球基地也要像其它载人航天器一  样,必须有加压居住舱和生命保障系统。  

在月球基地不同的发展阶段可以建不同的居住舱。比  如,初级基地的居住舱可用移动式居住舱,也能直接使用登  月飞船上的月球着陆器。高级基地一般采用由金属结构或  钢筋混凝土结构制成的固定式居住舱。  

月球基地上所使用的生命保障系统也随基地的不同而  不同。初级基地的生命保障系统是非再生式的,即其上的氧  气、水和食物要依靠来自地球的补充供应。此后建造的基地  的生命保障系统是再生式的,即其上的氧气、水或食物都要  靠密闭循环处理和绿色植物的光合作用来就地解决。  

除了加压居住舱和生命保障系统外,供电系统、出舱活  动系统和月球漫游车也是月球基地上必不可少的重要设  施。



编辑:chenguo

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