3月9日,經(jīng)兩國政府批準(zhǔn),中俄兩國簽署《中華人民共和國政府和俄羅斯聯(lián)邦政府關(guān)于合作建設(shè)國際月球科研站的諒解備忘錄》。顯然,這份備忘錄的簽署對于今后國際月球科研站的建設(shè)以及月球的開發(fā)都是利好的消息。那么,人類為何要去月球建設(shè)科研站?中俄合作優(yōu)勢何在?
豐富的月球“寶庫”
早期,人類探月活動(dòng)主要服務(wù)于政治目的和意識(shí)形態(tài)的競爭,不過后來逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷⒖茖W(xué)探索和經(jīng)濟(jì)利益相結(jié)合。從總體趨勢來看,地球資源遲早將被消耗殆盡,為了可持續(xù)發(fā)展,人類走向外太空是必然選擇,而與地球相距最近的月球則是首要關(guān)注的目標(biāo)。研究表明,月球蘊(yùn)藏有豐富的資源,堪稱“寶庫”。
首先,月球表面存有儲(chǔ)量為100~500萬噸的氦-3,而氦-3是核聚變反應(yīng)堆的理想原材料。如果用氦-3取代核聚變中氘,不僅能解決能源危機(jī),還可以大大減少核污染。據(jù)稱,僅數(shù)十噸氦-3核聚變所產(chǎn)生的能力,就可以滿足21世紀(jì)全球所需要的全部電能。雖然目前人類還尚未實(shí)現(xiàn)聚變發(fā)電,實(shí)際在月球提取氦-3也存在不小的難度,但氦-3作為一種重要資源,已經(jīng)引起世界各國特別是一些發(fā)達(dá)國家的密切關(guān)注。
除了氦-3外,月球上還有豐富的礦產(chǎn)資源,其中備受關(guān)注的是鈦鐵礦和克里普巖。月海玄武巖中含有豐富的鈦鐵資源,約有1000~2000萬億噸。鈦鐵礦經(jīng)過采礦、選礦后不僅是制備月球基地所需要建筑材料的主要組分,還可用于提取金屬鐵、鈦,以及生產(chǎn)水和液氧。
克里普巖則因富含K(鉀)、REE(稀土元素)和P(磷)得名,并含有豐富的放射性元素釷、鈾。據(jù)估算,月球風(fēng)暴洋區(qū)的克里普巖中,稀土元素總量約為200~450億噸,遠(yuǎn)高于世界各國稀土的總儲(chǔ)量。
月球上的太陽能資源同樣非??捎^。據(jù)統(tǒng)計(jì),射向地球的太陽能由于大氣反射、散射和吸收等因素,能夠到達(dá)地球表面的只是一小部分;而月球沒有大氣,陽光可以直接照射到月球表面,每年到達(dá)月球范圍內(nèi)的太陽光輻射能量大約為12萬億千瓦,相當(dāng)于目前地球上一年所產(chǎn)生總能量的2.5萬倍。
鑒于月球上的一個(gè)白天和黑夜各持續(xù)時(shí)間約為地球上的2個(gè)星期,有科學(xué)家提出,可以在月球上每隔經(jīng)度120°各建一個(gè)太陽能電站,或者在月球的正面和背面各建一個(gè)太陽能電站,然后聯(lián)結(jié)成網(wǎng),就可以保證連續(xù)、穩(wěn)定地發(fā)電,最后將產(chǎn)生的電能以微波形式傳輸?shù)降厍蛏稀?/p>
除直接經(jīng)濟(jì)效益外,月球所能產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)效益也是不容忽視的。
比如探月活動(dòng)也可以拉動(dòng)其他經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的發(fā)展。以“阿波羅”登月計(jì)劃為例,該項(xiàng)目不僅使美國在與蘇聯(lián)的太空爭霸中奪回主動(dòng)權(quán),還促進(jìn)了多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,催生了液體燃料火箭、微波雷達(dá)、無線電制導(dǎo)、合成材料、計(jì)算機(jī)、無線通訊等一大批高科技工業(yè)群體。后來,通過該計(jì)劃取得的技術(shù)進(jìn)步成果轉(zhuǎn)向民用,帶動(dòng)了美國整個(gè)科技的發(fā)展與工業(yè)繁榮。
開發(fā)月球的“立足點(diǎn)”
國際月球科研站是在月球表面或月球軌道上建設(shè)的可長期自主運(yùn)行的綜合性科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地,在開發(fā)月球的過程中起著非常重要的作用。
一方面,月球科研站是有效的地外實(shí)驗(yàn)室。由于月球環(huán)境具有超高真空、無大氣活動(dòng)、超潔凈、弱重力、無磁場、地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定等特點(diǎn),月球科研站可以利用“地利”開展各種研究活動(dòng),不但可以進(jìn)行空間生命科學(xué)、材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科實(shí)驗(yàn),推動(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)跨越發(fā)展,充實(shí)人類長期駐月所需基礎(chǔ)理論,同時(shí)也能夠開展新的生物制品、特效藥物和特殊材料等的研制、開發(fā)和試驗(yàn)性生產(chǎn),推動(dòng)新材料和新藥物的發(fā)展,諸如一些地面無法生產(chǎn)和提煉的藥物,可以在這樣的空間里完成。
而研發(fā)未來空間探索技術(shù)也將是月球科研站的重要內(nèi)容,如空間核能源、大功率無線能量傳輸、月面設(shè)施建造、在軌維修維護(hù),以及智能機(jī)器人探測、人機(jī)聯(lián)合探測等技術(shù)試驗(yàn),這些對于提升人類空間探測能力無疑都大有裨益。
另一方面,由于可以讓航天員在月球長期停留,月球科研站能夠幫助人類對月球礦產(chǎn)和能源進(jìn)行詳細(xì)的勘察和評(píng)價(jià),不但有利于查明資源類型、特征、儲(chǔ)量、分布規(guī)律與成因,對相關(guān)樣品進(jìn)行采集和化驗(yàn),在條件允許時(shí)甚至可以直接開展相關(guān)資源的提取、處理、運(yùn)輸、加工、生產(chǎn)、循環(huán)利用,為未來建設(shè)能夠自給自足的地外家園積累基礎(chǔ)。
進(jìn)一步說,未來設(shè)施完善的月球科研站還可以發(fā)揮物資補(bǔ)給、推進(jìn)劑補(bǔ)加、大型構(gòu)件組裝建造、深空通信中繼等作用,為人類探索深空充當(dāng)“跳板”和中轉(zhuǎn)站。
合作探月大勢所趨
雖然月球科研站的優(yōu)勢十分明顯,但是要建設(shè)此類可支持長期、可持續(xù)的月球探測和月球資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)設(shè)施和共享平臺(tái),較之單次探測方式,技術(shù)難度更大,任務(wù)周期更長,投資強(qiáng)度更大,對任何國家來說,獨(dú)立完成都比較困難。
如果通過國際合作,充分利用各國已有的探測任務(wù)、技術(shù)基礎(chǔ)和科研成果,把各國的優(yōu)勢技術(shù)和產(chǎn)品資源整合起來,就可以大幅提高投資效益,降低實(shí)施風(fēng)險(xiǎn),共同推進(jìn)月球資源開發(fā)利用,因此在未來各國合作建設(shè)月球科研站就是理性的選擇。從2016年起,中國在與國外航天機(jī)構(gòu)會(huì)談時(shí)即開始宣介月球科研站,倡議共建國際月球科研站。
其實(shí),中俄在探月領(lǐng)域本就是老朋友,先后簽署了《中華人民共和國國家航天局與俄羅斯聯(lián)邦國家航天集團(tuán)公司關(guān)于協(xié)同實(shí)施“嫦娥七號(hào)”月球極地探測任務(wù)和“月球-資源-1”軌道器任務(wù)合作協(xié)定》《中華人民共和國國家航天局與俄羅斯聯(lián)邦國家航天集團(tuán)公司關(guān)于建立聯(lián)合月球與深空探測數(shù)據(jù)中心的合作協(xié)定》等文件,所以此次簽署合作建設(shè)國際月球科研站的諒解備忘錄可謂順理成章。
具體來說,俄羅斯近年來的經(jīng)濟(jì)形勢一直不容樂觀,耗資巨大的航天項(xiàng)目受到了不小影響。而中國在航天領(lǐng)域后勁十足,這一點(diǎn)對于俄羅斯極具吸引力。
從中國的角度出發(fā),俄羅斯在蘇聯(lián)時(shí)代先后發(fā)射的24個(gè)“月球”系列探測器取得了大量寶貴數(shù)據(jù),對于幫助月球勘測和月球科研站選址的意義不言而喻。
與此同時(shí),俄羅斯航天員至今仍保持著太空停留時(shí)間最長、出艙太空行走次數(shù)最多等諸多世界紀(jì)錄,在長期載人航天領(lǐng)域積累了非常豐富的經(jīng)驗(yàn),這些都是中國航天需要學(xué)習(xí)的。
再加上中俄兩國都擁有培訓(xùn)航天員的完整配套設(shè)施,因此中俄合作建設(shè)國際月球科研站是典型的“雙贏”之局。
正如此次報(bào)道中指出的那樣,中國國家航天局與俄羅斯國家航天集團(tuán)公司將秉持“共商、共建、共享”原則,推動(dòng)國際月球科研站廣泛合作,面向所有感興趣的國家和國際伙伴開放,加強(qiáng)科學(xué)研究交流,推進(jìn)全人類和平探索利用太空。
(馬曉榮)