月球君,我們又回來了,而且不走了喲!
1969年,人類首次成功登陸月球,並在接下來的3年里,將12人成功送上了月球,你們出生得太晚,錯過了人類與月球首次親密接觸的事件。但下一次,你們將不會錯過,因為,5年後,即2024年,美國宇航局將再次將人類送上月球;再過大約10年,中國也將進行載人登月。科技在這半個多世紀里如火箭般發展,半個世紀之後的載人登月會給我們帶來什麼驚喜呢?
個人的一小步,人類的一大步
1969年7月16日,當登月宇航員阿姆斯特朗行走在月球表面時,說出了「這是個人的一小步,卻是人類的一大步」這一金句,人類前往外星球的夢想終於實現。
阿波羅載人航天計劃從1961年就開始了,阿波羅11號是首次登月成功的航天器,歷時8天多,繞行月球30周,在月錶停留21個多小時。駕駛該航天器的阿姆斯特朗和奧爾德林是首次成功登月的宇航員。他們在月球表面活動了兩個半小時,使用鑽探取得了月芯標本,還採集了22千克的月表岩石標本。
從1969年到1972年,共有6次登月成功,12名宇航員進行了月錶行走,最長的行走時間約為18個半小時,總共帶回了381.7千克的月球岩石標本,但同時也在月球表面留下了很多人類物品,如相機、靴子、人類垃圾,甚至糞便。這些人類物品,尤其是糞便中的微生物會發生怎樣的變化,將成為將來月球探索任務的一個關注點,以研究月球環境對生命的影響。
中國「嫦娥奔月」
在中國傳說中,嫦娥本是后羿之妻。后羿是射下9個太陽的英雄,天宮太后西王母因此賜給他不老仙藥,以贊其功。但后羿不捨得吃,交由妻子嫦娥保管。后羿有個門徒覬覦(jì yú)仙藥,逼嫦娥交出仙藥,嫦娥情急之下自己吞下仙藥,之後向天飛升至月亮之上。
中國自2003年啟動「嫦娥奔月」計劃,就是喻意將實現載人登月,載人登月的時間定在21世紀30年代。而在此之前,月球探測一直在進行,為載人登月做準備。
到目前為止,已經有5個嫦娥號探測器成功完成月球探測任務,有的只是做環月飛行,有的在月球表面登陸,有的還攜帶了玉免號巡視器對月表進行了探索。其中最令全球矚目的一次是在嫦娥4號在月球背面登陸,這是全球首次月背成功登陸。
最令人遐想的是,嫦娥4號還攜帶了月球微生態系統,一個18厘米長的密封圓柱形容器中裝進了各種植物種子、酵母、昆蟲卵,一台微型攝像機不斷觀察這些生物的變化過程。其中棉花種子還發了芽,但不久就在月球寒冷的夜晚中凍死了。其他動植物則完全沒有生命萌發的跡象。雖然這次失敗了,但後續與生命有關的實驗還將繼續,這將為研究人類如何在月球上建立基地提供各種數據。
接下來,嫦娥5號、6號、7號、8號等將會陸續登月,為載人登月並在月球建立基地做準備。
最近的載人登月就在5年後
美國宇航局的載人登月計劃定在了2024年。50年前,也是美國宇航局首次將人類送上月球,又成功將宇航員安全送回地球。
他們5年後的登月計劃中,第一批宇航員初步仍然定為兩名,但其中有一名女性宇航員,她將成為第一個登月的女性。
此次運送宇航員的火箭屬於美國宇航局最新的「太空發射系統」,其載荷超過全球任何一支火箭,因為它的使命不僅是載人登月,還包括載人登陸火星,這些任務需要超乎尋常的燃料和物資攜帶量。
此次的宇航員乘坐的航天器是獵戶座飛船,空間最多可容納6名宇航員。獵戶座飛船的安全性比阿波羅提升了10倍。大家最不願意看到的就是宇航員在航天事故中喪生,1967年,預備登月的太空船阿波羅1號就在一次測試中發生火災,瞬間導致三名宇航員喪生。
兩名宇航員將在獵戶座飛船中度過幾天的旅程,他們會把信息實時傳送到指揮控制中心,以便實時監控飛船的狀態。與地球相隔如此遙遠,宇航員要與地球聯繫,GPS(全球定位系統)已經不管用了,這一工作由「深空網路」來實現,它由三個地面站組成,分布在地球的三個位置,以保證至少有一台能接收到來自深空衛星或飛船的信息。
在月球上留下來
21世紀的載人登月計劃將比20世紀的複雜得多,不是單純地踏足月球,而是要留在月球。
在半個世紀的月球探索中,科學家一直推論月球上存在大量冰,就在2018年,科學家發現了確鑿的證據,證明月球南北兩極分布著大量水冰,尤其是南極的水冰比較集中。這意味著月球可以提供水源。而水是非常重要的資源,人類需要水維持生存;水可以分解出氫,而氫是可以提供動力的重要燃料。我們都知道水挺重的,如果從地球運水,那運輸成本太昂貴了,而從月球獲取水資源,使太空探索的可能性又增大了許多。
月球上除了水,礦藏更是超級豐富,不僅含有地球上所有的元素,還有另外6種地球上沒有的元素;同時,人類常用的17種元素在月球上比比皆是,還非常容易開採。有了這些資源,既可以補充地球所需,還可以在月球上就地建造各種設備和建築,省去運輸成本。
為了能夠獲得這些資源,必須對月球有更加清晰的了解,因此,科學研究仍然是登月後最重要的任務。
除此之外,一旦月球上建立了人類基地,星際旅遊將成為可能。很多有錢人膩味了出國游,月球將成為他們的下一個旅遊目的地。旅遊業將為月球基地收穫資金,以供月球探索持續進行。
去月球,先去「月球門戶」
為了有效地研究和利用月球,美國宇航局計劃在月球軌道上建立「月球門戶」,類似於高速公路上的服務站,宇航員可以便利地在月球和月球門戶之間往返,這裡可以供他們歇腳、準備月球旅行和進行科研。像國際空間站一樣,地球會派飛船運送食物、燃料、設備和其他生活物資,供月球探索之需。月球門戶可以轉移到月球的其他軌道上,在月球的不同地點進行更廣泛的研究。
預計從2022-2026年,火箭會將月球門戶的各部件分5到6次發射到月球軌道,月球門戶將在太空中陸續組裝完成。美國宇航局還會為月球門戶制定標準,任務國家或私人公司如果想利用月球門戶進行月球探索,只要按照這個標準製造實驗設備、航天器,發射後都可以與月球門戶無縫對接。
從月球到火星
月球並非人類的最終目的地,人類的近期野心是載人登陸火星。對月球探索和開發所進行的所有嘗試,也是一場對火星探索進行的預備演習。一旦月球探索和開發成功,登陸火星的任務將全面開展。根據美國宇航局的計劃,載人登陸火星的目標將於2030年實現。如果計劃果真實現,你們將是人類首次踏足地外行星的見證者。
這一切看起來就像科幻電影中的情節,不過,就在人類首次登月的10多年前,人們還把登月視為童話里的魔法,把研究火箭的科學家稱為瘋子。今天,科技已經飛速發展,人類製造的奇蹟隨處可見,你還會輕易地表示不相信人類可以登上火星嗎?
月球的土地可以買賣嗎?
現在有好幾家公司居然在出售月球土地,難道月球是他們的嗎?月球肯定不是某個人的,而是屬於整個地球,是地球生命無可或缺又獨一無二的資源,國際間已經簽署了《月球協定》,指明它不屬於任何國家、任何企業或任何其他團體。因此,按理說,月球土地是不能買賣的。
但一旦人類可以在月球建立基地,那是不是像在地球上一樣,誰先佔有土地誰就先擁有呢?事實上似乎確實如此,哪個國家科技力量強大,就能夠獲得最多的資源。
沒有月球,就沒有生命
月球不僅是太空中地球最近的鄰居、夜晚最亮的星體,最重要的是,如果沒有月球,地球生命將不會存在;如果失去了月球,地球將不復以往。
據主流觀點,月球形成於46億年前的一次行星撞擊,一顆火星大小的行星與地球相撞,一般來說,地球會因此被毀滅,但奇蹟發生了,地球不僅得已繼續存在,撞裂的物質還給地球重組出了一個伴侶——月球。而月球的出現,為生命的誕生帶來了可能。
有了月球,地球才有四季和穩定的氣候,地球引力穩定了地球的傾斜角度,保證了每6個月,南北半球分別得到較多的直射陽光。如果月球消失,地球就會開始搖擺,傾斜角度每幾百萬年就會在0到85度之間改變一次;四季輪迴將不復存在,同時會出現一些長期極熱或極寒的地帶;85%的哺乳動物和70%的植物物種可能會滅絕。
月球的引力使地球的水體出現頻繁的潮汐現象,科學家認為這是生命出現的重要條件,至少加速了生命的形成。漲潮和退潮使沿海地區既有高鹽分,又經常乾涸,科學家認為,正是這種環境為生命提供了誕生的搖籃。在月球出現的大約5億年之後,最早的生命體形成了,
到了今天,潮汐的周期變長了,潮汐也不會產生新的生命,但它仍交換著重要的營養物質,維繫著海洋的生物多樣性。除此之外,很多動物都通過月球周期來定位或導航。
月球還使地球的自轉速度受到牽制而變慢,如果沒有月球,地球的自轉速度會加快,地球上的一天將只有大約8小時。地球自轉加快還會影響大氣,風速會增加,颶風會比現在的破壞力強幾倍。
月球還是地球的保護者。月球表面16%的面積被大大小小的環形山所覆蓋,在晴朗的夜空,滿月的時候,我們甚至用肉眼都能看到它們。這些環形山都是被小行星撞擊而形成的隕石坑,如果不是月球擋著,這些小行星可能會撞到地球上。從這些隕石坑推測,科學家發現有5430次撞擊可以對地球造成毀滅性的後果。最強烈的一次撞擊發生在月球南極,這是已知最大的隕石坑,直徑2400千米,深13千米。
不過,地月系統的平衡不會永遠保持下去,因為月球正漸漸遠離地球。將月球推入太空的離心力大於地球引力。儘管如此,我們也不用著急,按目前的速度(3.8厘米/年),要到幾十億年後,月球才會真正離去,而到那時,越來越熱的太陽早已使地球生命全部滅絕了。
在月球上開礦
如果在月球上開礦,會影響地月系統的平衡嗎?
月球質量為73萬億噸,通過粗略計算,如果每天移走1噸,也要花2.2億年才消耗掉月球總質量的1%。而這點消耗還不足夠使月球軌道或者地球潮汐發生改變。
月球上的重要礦藏
氦-3是宇宙間最清潔的能源之一,它可能在未來的能源發展中發揮越來越重要的作用,特別是作為核聚變反應堆的能源。氦-3在地球上非常稀有,而在月球表面,氦-3非常豐富,足夠人類使用1000年。
稀土金屬
智能手機、電腦和醫療器械上常用到17種元素,這些元素是新興科技必不可少的。全球範圍內,這些元素中的大約90%來自中國,然而,專家稱,這些藏量只夠人類使用15~20年。月球上豐富的藏量給人類科技的持續發展帶來了新的希望。
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