欢迎光临
我们一直在努力

如何建立“月球村”?

月球是人类第一个抵达的外星球,在20世纪,人类已经成功登上月球5次了。未来,人类第一个殖民的外星球仍将是月球,而这个殖民月球的梦想将有可能在21世纪实现。

在2015年第66届国际宇航大会上,科学家们提出了一个极其宏伟的计划,为人类打造一个永久性的“月球村”,作为国际太空站退役之后的“继承者”。

那么,我们如何将月球村建立起来,到了那里又该如何生存呢?

阶段1:寻找最佳位置

第一件事:进入太空时,随身携带的东西越少越好,如果携带行李,可没有像航班公司一样提供的免费托运,而行李托运的成本可能至少为每千克1万美元。

到了月球后,最重要的是“原位资源利用”,也就是所谓的就地取材,尽可能地使用已经存在的东西,使成本下降。因此,月球村应该位于当地资源便于控制和管理的地方。月球的南极就是一个很好的选择,因为那里有足够的冰水,也有其它矿物。

另一点则是气候。月球的环境跟地球有很大不同,首先月球自转周期约为一个月,因此,月球的大部分地区,白天和夜晚的时间都持续在2周左右。月球长时间的黑夜阻碍了太阳能的利用,导致人类必须设计可以忍受大幅温度变化的建筑。然而,月球南极的一些地区几乎总被照亮,就像我们地球夏季里的北极。说明月球南极地区在温度上没有巨大的变化,因此,如若在此处安装太阳能电池板,就能吸收大量的阳光照射,从而为未来的月球殖民地,提供热量。

由此看来,月球南极应该是我们建立月球村的最佳候选位置了。月球南极附近,有一处叫做马拉柏特山的地方,俄罗斯正在考虑这里是否可以建立月球村,因为此处可能会受到太阳光的永久照射,可以考虑在这个区域建设能源收集站。

如果想在月球上观测太空,那月球的背面无疑是最好的选择,那里无遮无挡地面对整个星空,而月球上又没有大气,整个视野非常清澈、开阔,这是安装大型无线望远镜的绝佳条件。但与此同时,它也存在缺点,缺乏了与地球之间直接的通讯功能,因此,月球背面需要一个中继卫星系统,保持与地球上的联系,可想而知,如果连线被切断,月球上的人可能会陷入失联的恐慌之中。

另外,如果觉得人类去月球基地要承担太大的风险,那么我们可以让机器人探探路,这就是日本航天局正在规划中的事情,他们希望在2020年建立起一个永久的月球机器人探测基地,用机器人代替宇航员,在特殊的月球环境下工作,完成操作望远镜、探矿和采矿等各项任务,然后返回基地,将自己的战利品,通过火箭传回到地球。

阶段2:建造房子

选好了位置,下一步自然就是要建造基地了,而3D打印技术的出现可能会改变整个宇航计划。

比如在2014年底,科学家尝试将“扳手”这种常用工具的设计,通过电子邮件发送给了在国际空间站(ISS)的宇航员,而宇航员则利用3D打印技术,将扳手给打印出来,这样的“打印型扳手”,具有跟普通扳手一样的功能。

如今,欧洲航天局已经与建筑师合作,希望能使用月球土壤为原料,3D打印出一个大规模的基础设施。欧洲航天局的材料技术工程师表示,3D打印是一个非常有效的工具,可以处理月壤这样的松散材料。

欧洲航天局建筑师们的想法是,在月球先架起一个充气建筑架,然后用3D打印机将材料印到建筑架上,这样就能快速地盖好基地的“房子”。俄罗斯则与一家私人公司合作,计划在靠近南极的马拉柏特山用3D打印机建造月球基地。

除了各国航天局,私营公司也打起了建设月球基地的主意,美国的比奇洛航天公司开发了一种小型独立的膨胀式航天舱,供人居住,并已经与美国航空航天局的合作,他们计划于2025年建立第一个充气月球基地。

当我们安全抵达月球,那里又有个可居住的“房子”,接下来我们需要考虑日常生活的问题了。这时,3D打印技术仍会发挥重要作用。例如,遇到紧急情况却又缺少一个重要的工具的话,那么3D打印技术就以帮助宇航员了:地球上的人们集思广益,设计工具图,发送到月球上,宇航员利用“月壤”等原材料,几小时内就可以印刷出这个工具,既方便又快捷。

阶段3:“脆弱”身体如何生存

月球生活,要关乎到我们“脆弱”的身体,因此这里提出了一些生物上的问题。

首先,月球基地——什么都没有的一块光秃秃的岩石,离人类生存的地球有38万千米之远。我们还需要测试重力改变后,对人体生物学的影响。我们知道,零重力对人体会有完全毁灭性影响,比如肌肉损耗萎缩、骨骼钙量损失导致骨骼变轻变脆。而月球上重力是地球的六分之一,我们还不知道这个级别的重力能否保持人体的健康,因此,在去月球生活之前,这方面测试是必不可少的。

另一个重要的挑战,是“月球人”将面临辐射威胁。地球有臭氧层和磁场,两者都能作为巨大的安全“毛毯”,保护人类免受太阳粒子和宇宙射线的辐射。然而,月球上没有这样自然的保护,我们必须找到一种保护自己的方法。否则,辐射会穿透“月球人”的皮肤,辐射的能量入侵到DNA中,增加放射性疾病、白内障和癌症的风险,当然,我们可以制作防辐射的衣物,但据研究,月球的辐射防护罩需要约2米之厚。

再者,就是饮食和呼吸了,也就是人体所必须的水、氧气和食物。幸运的是,月球上有现成的冰水,通过融化冰获得水,再分解水,以获得氧气,因此,水和氧气都可以满足了。

而食物,可能要在室内大棚种植,来收获新鲜蔬菜和水果,研究人员认为,这些蔬菜水果比简单的营养品更重要。因为类比于地球上的南极洲,像种植西红柿这样非常简单的事情,就能对当地的人们有巨大的益处,非常有利于保持人们正常的身体状况。

此外,我们还不能忘记从心理学角度来分析,月球基地上最早的居民人数肯定非常少,例如,俄罗斯计划刚开始只有2人,之后才增加到4人,在一个加压、狭窄、陌生、少人的环境下工作,显然会对人们心理有些负面影响。因此,如何调节心态也极为重要。


(本文源自大科技*科学之谜2016年第3期文章)

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:子午书简 » 如何建立“月球村”?

评论 抢沙发

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址