○駱昌芹
月球,既美麗又神秘。隨著近代航天技術(shù)的飛速發(fā)展,1969 年7 月20 日,三名美國(guó)宇航員乘坐阿波羅11 號(hào)宇宙飛船,首次登上了這顆以前人類可望而不可及的星球,從而揭開了人類認(rèn)識(shí)月球的新篇章。今天,科學(xué)家抬頭望明月,低頭思索的正是怎樣去開發(fā)月球,讓月球?yàn)槿祟愒旄!?/p>
長(zhǎng)期以來,人們就夢(mèng)想著到太空去采集太陽(yáng)能,將它轉(zhuǎn)換成電力,再傳送到地面上,以解決人類面臨的能源危機(jī)??臻g采集太陽(yáng)能具有無可比擬的優(yōu)越性:太空沒有云層和雨霧,不分晝夜和四季,日照充足且穩(wěn)定,在高真空、微重力的太空環(huán)境中,對(duì)發(fā)電設(shè)施的強(qiáng)度要求也比較低。
今天,隨著空間技術(shù)的進(jìn)步,科學(xué)家已有可能利用裝在同步衛(wèi)星上的太陽(yáng)能電池來采集空間太陽(yáng)能,再將所得電能轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)極短的微波,向地面?zhèn)魉停▽?shí)驗(yàn)表明,微波穿越大氣層時(shí)的能量損失僅2%)。20 世紀(jì)90 年代,美國(guó)科學(xué)家曾建議,可以將空間太陽(yáng)能電站建到地球天然的衛(wèi)星——月球上。雖然月球?qū)Φ仄骄嚯x達(dá)38 萬千米,相當(dāng)于同步衛(wèi)星對(duì)地距離的10.7 倍,但月面幅員遼闊(總面積達(dá)3 800萬平方千米),可供大量鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板,而這些電池板以及電站其他設(shè)備可以由航天飛機(jī)分批運(yùn)往月球,再就地組裝。
科學(xué)家計(jì)劃在月球表面開辟12 塊場(chǎng)地,每塊場(chǎng)地的面積相當(dāng)于10 萬個(gè)足球場(chǎng)之和,上面鋪滿太陽(yáng)能電池板。它們獲得的電能先轉(zhuǎn)換成微波束,通過巨大的微波發(fā)射天線,向地面?zhèn)魉?;地面站的微波接收天線收到后,再將它轉(zhuǎn)換成民用電,供用戶使用。為了防止高強(qiáng)度的微波輻射傷害人體健康,科學(xué)家也考慮了萬無一失的安全措施:借助先進(jìn)的自控技術(shù)確保微波束嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)地面接收天線場(chǎng),其泄漏量每平方厘米不超過10 毫瓦(即微波爐的國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn))。至于過往的飛機(jī),由于金屬機(jī)殼能阻擋微波透過,且飛機(jī)飛越微波束的時(shí)間極為短促,所以也是安全的。
為了月球發(fā)電站的建造和日常維護(hù),大約需要4 000 名宇航員輪流到月球上工作,全部費(fèi)用估計(jì)高達(dá)上萬億美元。但一旦建成啟用,20 年內(nèi)就能取得經(jīng)濟(jì)效益。
20 世紀(jì)30 年代,美國(guó)青年無線電工程師卡爾·央斯基在研究無線電通信中夾雜的各種干擾信號(hào)時(shí),收到一種來自太空的射電信號(hào)。這一偶然的發(fā)現(xiàn)為人類打開宇宙奧秘之門提供了一把鑰匙,它促使科學(xué)家們競(jìng)相研究射電天文望遠(yuǎn)鏡,通過接收天體輻射的電信號(hào)來觀測(cè)宇宙。
然而,由于受到地球大氣層、云霧、塵埃的遮擋,以及地表空間各種無線電波的干擾,光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和射電天文望遠(yuǎn)鏡的視野和分辨力都大打折扣。為此,科學(xué)家嘗試將天文望遠(yuǎn)鏡搬到大氣層外面的太空中去。美國(guó)就先后發(fā)射了多顆天文觀測(cè)衛(wèi)星,如γ 射線天文臺(tái)、X 射線天文臺(tái)、軌道太陽(yáng)觀測(cè)臺(tái)等。1990 年4 月,美國(guó)又發(fā)射了10 噸重的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡。這座望遠(yuǎn)鏡雖因設(shè)計(jì)不善而故障頻發(fā),但還是觀測(cè)和發(fā)現(xiàn)了不少新的天文現(xiàn)象。在1994 年7月彗星撞擊木星之時(shí),它拍攝了許多珍貴照片。
天文學(xué)家認(rèn)為,如果將天文望遠(yuǎn)鏡搬上月球,一定能進(jìn)一步開拓人類觀測(cè)宇宙的視野。在沒有大氣層阻擋的月球上,如安裝一臺(tái)先進(jìn)的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,其分辨力將是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的10 萬倍以上。如果用它觀測(cè)地球表面,能區(qū)分一枚硬幣是正面還是反面。月球上,各種無線電干擾信號(hào)大為降低,同時(shí)還能免除地球顫動(dòng)的影響,這將使射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的圖像清晰度和分辨力大大提高。
因?yàn)樵虑蜃赞D(zhuǎn)一周和它繞地球公轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間相等(均為27.3 日),所以月球永遠(yuǎn)以同一面對(duì)著地球。它的背面因?yàn)橛袔r體的遮掩,幾乎不受來自地球的無線電干擾,因此科學(xué)家認(rèn)為,在月球上設(shè)置天文望遠(yuǎn)鏡,地點(diǎn)最好選擇在月球背面。
美國(guó)天文學(xué)家打算在月球上建立一臺(tái)先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡。月球天文臺(tái)的建成,必將使科學(xué)家在探索宇宙奧秘、研究天體演化及追尋生命起源等領(lǐng)域邁出嶄新的一步。
月球不僅美麗,而且富饒?,F(xiàn)已查明,月球上蘊(yùn)藏著大量狀如鐵塊的礦石,它含有鐵、鎳、鈦等多種金屬。月球上的火成巖是提取鋁、硅和氧的良好原料。我們知道,有了玻璃、巖石和金屬,就有了制造太陽(yáng)能電池板及電站設(shè)施的原料。這也意味著在月球上建造空間發(fā)電站有可能就地取材,不必萬里迢迢從地球空運(yùn)。為了開采這些礦產(chǎn),科學(xué)家已設(shè)計(jì)成功月球采礦機(jī)、月球挖掘機(jī),不久將送上月球。
月球表面是一個(gè)高真空、超潔凈、微重力的世界,在這種特殊的太空環(huán)境里,人們能生產(chǎn)出地球上不能生產(chǎn)的工業(yè)品,如高均勻度的特種合金、高純度的晶體材料及高效優(yōu)質(zhì)藥品等。所以,科學(xué)家還準(zhǔn)備在月球上建造太空金屬冶煉廠和制藥廠。令人興奮的是,建廠所需的建筑材料及礦石原料也基本上都可由月球自給自足,因而能省去昂貴的太空運(yùn)輸費(fèi)用。
當(dāng)然,月球工廠建成后,工作人員的生活設(shè)施也是必不可少的??茖W(xué)家正在構(gòu)思建造集工作、生活、娛樂于一體的“月球太空城”。這座月球太空城不僅將成為人類新的工業(yè)中心和科研基地,還將成為未來人類太空旅游的勝地。
目前,美國(guó)及歐洲的科學(xué)家正在擬訂向月球移民的計(jì)劃。第一批是10 多人的先遣隊(duì),先在月球上建立臨時(shí)性基地,進(jìn)行采礦和冶煉試驗(yàn);之后登月移民將增至100人,在月球上建立中小型基地;整個(gè)計(jì)劃的最終目標(biāo)是在月球上建立起可接納1 000名地球移民的“空中之城”。
未來月球?qū)?huì)成為人類的第二故鄉(xiāng)。到那時(shí),你也許有幸成為登月移民,那你就會(huì)在月球上健步如飛。如果你穿上特別的帶翼鳥型服裝,還可以飛來飛去,這是多么令人神往的事啊!