未來的月球基地

尹懷勤

7月20日，也就是人類腳步首次踏上月球46周年之際，美國宇航局資助的一項(xiàng)研究也得出了結(jié)論：可以在5～7年之內(nèi)把人類再次送上月球，并在此后的10～12年內(nèi)在月球上建立永久性基地。而不久前剛上任的歐空局新局長(zhǎng)約翰-迪特里?！の譅柤{則宣稱，計(jì)劃最早在2024年在月球上建造一座名為“月球村”的人類棲息地。中國工程院院士、國際宇航科學(xué)院院士欒恩杰曾經(jīng)說過，縱觀人類探測(cè)和開發(fā)月球活動(dòng)，可概括為“探”“登”“駐”（?。?個(gè)階段。建立“月球村”就是要實(shí)現(xiàn)在月球上長(zhǎng)期住人的目標(biāo)。

月球基地建在哪里？

美國“下一代太空”公司為新登月計(jì)劃設(shè)計(jì)了一個(gè)詳細(xì)的路線圖，包括人類可于何時(shí)以何種方式再次登陸月球。如果美國宇航局采用這一計(jì)劃，機(jī)器人登月最快可在2017年實(shí)現(xiàn)。2018年，月球車可在月球兩極探測(cè)氫，到2019年或2020年，便可啟動(dòng)月球勘探活動(dòng)。機(jī)器人可以在2021年開始建設(shè)永久性基地，預(yù)計(jì)航天員可在當(dāng)年晚些時(shí)候登月，參與創(chuàng)建工作。而要建成月球長(zhǎng)期住人基地并向那里移民，則將是2025年以后的事情了。美國宇航局已經(jīng)開始籌劃利用下一代大型運(yùn)載火箭——“太空發(fā)射系統(tǒng)”發(fā)射載人飛船使航天員重返月球。

美國的月球基地將會(huì)建在哪里呢？目前還沒有確定，不過很可能選址在月球朝向地球一面的某個(gè)靠近極區(qū)的地點(diǎn)。在月球朝向地球一面建立的基地，具有相對(duì)地球居高臨下的位置資源，且消耗的費(fèi)用較低。目前定位于地球赤道上空3.6萬千米高的靜止軌道上的通信、氣象、資源等應(yīng)用衛(wèi)星，都是因?yàn)閾碛懈呶恢枚l(fā)揮著巨大作用。它們環(huán)繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與地球的自轉(zhuǎn)速度相同，因此從地面上看去似乎固定在空中不動(dòng)一樣，能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)行對(duì)地通信和觀測(cè)。月球距離地球的位置比這些衛(wèi)星還要高出10多倍，從那里回望地球必然有不同效果和更多收獲。相對(duì)來講，由于通信和控制較為方便，在月球朝向地球一面建成長(zhǎng)期有人居住的永久性基地比在月球遠(yuǎn)端也較容易一些?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)月球上有水資源，為人類實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了有利條件。

月球遠(yuǎn)端同樣誘人

與月球近面相比，月球遠(yuǎn)端，即人類從地球上永遠(yuǎn)看不到的月球背面同樣引人關(guān)注，將來極有可能先后建立起長(zhǎng)期有人居住的基地，以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。

月球沒有大氣層，在月球遠(yuǎn)端選點(diǎn)建立基地又能屏蔽來自地球電磁輻射的干擾，讓射電望遠(yuǎn)鏡在沒有背景噪音干擾的情況下觀測(cè)宇宙，會(huì)獲得更好的效果?？茖W(xué)家指出，從月球背面觀測(cè)宇宙，用40厘米口徑望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)所取得的效果相當(dāng)于地球上的8米口徑的望遠(yuǎn)鏡，這必將大大推動(dòng)和促進(jìn)天文學(xué)的發(fā)展，使人類在認(rèn)識(shí)宇宙奧秘方面不斷取得新的發(fā)現(xiàn)。

月球沒有火山爆發(fā)，大氣非常稀薄，可使各種宇宙信息到達(dá)月面，因此月球天文臺(tái)能對(duì)太陽系、銀河系以至宇宙深空其他天體進(jìn)行更清晰的觀測(cè)，能更容易地尋找太陽系外的類地行星和具有生命的天體以及地外文明。同時(shí)，月球天文臺(tái)能更有效地觀測(cè)和跟蹤近地小行星的運(yùn)行軌道和所在位置，更精確地掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與動(dòng)態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)可能撞擊地球的危險(xiǎn)對(duì)象，即可提前做出準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，以便人類及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

此外，月球的遠(yuǎn)端也是地理學(xué)家們的夢(mèng)想之地。月球背面的南極艾特肯盆地環(huán)形山可能有月幔的一部分，對(duì)其進(jìn)行研究，有助于科學(xué)家們了解月球的內(nèi)部構(gòu)造和它是如何形成的，以深化人類對(duì)月球演變的認(rèn)識(shí)。

把月球變成一個(gè)大村莊

沃爾納設(shè)想中的“月球村”將包括來自世界各地的航天員，這將極大地拓寬各國在太空探索方面的合作。

建立國際“月球村”不僅能為深空探索提供平臺(tái)，還能幫助航天員直接利用月球本地資源，尤其是微重力、高真空和強(qiáng)輻射的環(huán)境資源，同時(shí)還能幫助航天員直接開發(fā)月球擁有的可用的寶貴資源。通過多種方式的對(duì)月探測(cè)和1969～1972年間12名航天員的登月考察，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)月巖中有100多種礦物，其中有很多是地球上的稀有礦物。其中，月球上的氦-3估計(jì)約有100萬～500萬噸，用航天器將其運(yùn)回地球用于發(fā)電，可供人類使用幾萬年。同時(shí)，月球上無云無雨無大氣阻礙，陽光充足，月面太陽能發(fā)電站比地面同類電站效率要高得多，其電能可通過微波傳輸?shù)降孛妫┤祟愊碛?。這對(duì)解決地球能源危機(jī)和保障人類可持續(xù)發(fā)展具有重要而又長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

盡管建立月球基地、長(zhǎng)期住人開發(fā)和利用月面資源的具體時(shí)間尚難預(yù)期，但是科學(xué)家從不懷疑這一天終會(huì)到來。目前看來，10多年后即可實(shí)現(xiàn)。待月球長(zhǎng)期住人基地發(fā)展到一定規(guī)模后，即可把月球水分解成氫氣和氧氣，使液氫和液氧成為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的無污染的燃燒劑和氧化劑，用以發(fā)射載人飛船。由于月球引力較小，故而使用中小型運(yùn)載火箭即可發(fā)射較大型的載人航天器。那時(shí)，月球?qū)⒊蔀樘罩修D(zhuǎn)站，幫助人類飛往地外更遙遠(yuǎn)的天體。