NASA将在2028年前建成月球基地!解密月球基地的建设过程。

时间:2019-10-19 08:00:01 来源:青岛在线 当前位置:轻弹一曲旅游 > 百科 > 手机阅读

从1969年阿姆斯特朗乘坐阿波罗11号首次登月,到1972年阿波罗17号为止,美国共成功登月6次,之后美国把他们的注意力转移到了火星和太阳系的其他地方,机遇号,好奇号,洞察号,先后抵达火星,而旅行者一号已经飞出了太阳系。但这些伟大的成就并没有让美国感到轻松,19年初中国嫦娥四号成功登上月球背面,成为世界上第一个登录月背的国家,以色列的“创世纪”号,预计在今年4月也将登上月球,此外印度的“月船2号”探测器也将于今春发射。对于世界各国如火如荼的探月计划,美国倍感压力,近日NASA再次公布了他们重返月球的最新计划,这次“升级版”计划与以往不同的是登月将利用月球轨道上的Lunar Gateway太空站,作为太空人、物资、与油料的中转中心,减少一次性需要由地球发射的总重量,其次这次计划将由NASA与9家商业公司合作完成。而最大的看点是,NASA局长吉姆?布里登斯廷(Jim Bridenstine)承诺 ,他们将在十年之内建立一个人类月球基地!

人类月球基地并非纸上谈兵!月球北极这个洞穴或成人类最佳庇护所

美国最后一位登月宇航员吉恩?格尔纳

虽然美国曾6度登月,但宇航员在月球表面最长的停留时间也只有仅仅75小时,而要建立起一个人类月球基地,谈何容易!那么如果真的要建设一个人类月球基地,需要经历一个怎样的过程,需要怎么做呢?

我们现在的登月过程是这样的:火箭携带指挥舱登月舱升空→指挥舱和登月舱正面对接→抛弃火箭→发动指挥舱→进入月球轨道→宇航员进入登月舱→进入绕月轨道→指挥舱登月舱分离→发动登月舱→进入近月轨道→登月舱着陆→宇航员在月表进行研究(目前最长停留时间阿波罗17号75小时)→登月舱返回指令舱轨道与指令舱对接→宇航员返回指令舱→抛弃登月舱→发动指令舱直返地球。整个过程极其繁琐危险且耗资巨大,靠这样的往返方式想在月球建立基地显然是不可能的。

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火箭分离示意图

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所以NASA提到了要以 LOP-G太空站(深空之门国际月球轨道太空站),作为太空人、物资、与油料的中转中心。在空间站的资源支持下,宇航员就有了可以在月表进行长时间持续研究的可能性。唯一需要解决的就是,空间站与指挥舱或登月舱之间如何对接,彼此之间的资源如何输送的问题,这方面,并不存在大的技术困难。只需在指挥舱上加入与空间站对接的技术即可。

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太空站

要建立基地,首先我们要建立一个据点,也就是临时基地,然后以这个临时基地为中心,向周围辐射。这个最初的据点很可能是一个个小型的“太空舱”,或小型掩体,首先利用月球车在月球表面建立起一个可充气的穹顶结构,也就是说先打造这样一个保护层,然后再不断往上堆积一层又一层的月球土壤,直到建造出我们想要的建筑。

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临时基地示意图

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临时基地示意图

对于长期基地的选址,我们需要考虑其大小、形状、光照条件和地质情况。我们知道月球表面上有很多星罗棋布的洞穴,上世纪70年代,科学家就建议研究月球上的洞穴和熔岩道,而在2009年,科学家宣布他们首次发现了一个熔岩道洞穴的“天窗”。15年NASA宣布了潜望镜计划,该计划试图通过已经发现的200余个“天窗”绘制出这些熔岩沟道的内部结构,可见NASA对此,早有准备。月球由于没有像地球一样的大气层,气温极端,白天在太阳直射的地方,温度可达127°C,夜晚温度可低到-183 °C,且有强烈的辐射,人们无法在月球表面待的太久,而这些洞穴不仅拥有较为恒定的温度,也没有辐射,人们可以在里面生活较长的时间。有些洞穴可能很深,大概在地下50-60米。

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月面的洞穴

在18年1月份,NASA在月球的北极,发现了一个不同寻常的熔岩洞。之所以说它不同寻常,因为它在月球的北极,而在月球的北极,科学家们相信那里很可能有丰富的地下冰层。假如我们可以直接在月球上开采水资源,将节省未来载人登月飞船宝贵的载荷重量和空间。通过电离水,我们可以得到氧气和氢气,氧气可以供我们呼吸,而氢气和我们呼出的二氧化碳,又可以生成水和甲烷,循环往复。也就是说只要有了水,我们就可以建立一个完整的自循环系统。只要有足够的水,这个系统供应成千上万人都不成问题。现在NASA艾姆斯研究中心行星科学家帕斯卡·李博士正带领着一组科学家,在对这个熔岩洞进行更深入的研究。他们还同时接到了特朗普的命令,作为一个专门的项目组,寻找月球上可能成为将来人类基地的地点。

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月球北极的熔岩洞

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月球基地示意图

假如我们找到了合适的地点,那么接下去,就需要去建设它。倘若所有的设备,材料都依靠从地球运送,那将大大加重成本和延长时间。对于这方面 ,我们很可能会用到3D打印技术。科学家们一直在思考如何利用月球土壤即所谓的风化层来作为一种建筑材料,2016年ESA(欧洲空间局)的科学家们已经找到了利用太阳能将月球尘土3D打印成建筑砖块的方法。目前这项技术正在成熟完善当中,等到这项技术成熟后,届时,我们只需将3D打印机和聚集太阳能的太阳炉送上月球,就能够利用月球的土壤,打印出我们需要的建筑材料或部件。

人类月球基地并非纸上谈兵!月球北极这个洞穴或成人类最佳庇护所

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月球基地示意图

人类要在月球自给自足的系统中生活,还必须保证食物的供应。食物从哪里来呢?近十几年来,科学家在太空站上进行了大量的生物实验,先后培育出了100多种“太空植物”,而且证明在太空失重条件下,在月球土壤中植物种子发芽率更高,生长更快。科学家还对一些动物进行了试验,证明失重状态不会影响新生命的诞生。因此只要在月球上建立起月球农业和养殖业基地,月球基地里的食物来源是有充分保障的。

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我们在月球上建立基地,可以更好地开展天文观测等科学活动;开发月球各种矿物资源;为人类向更远的目标探索提供一个落脚点;为更远的将来人类向月球移民打前站。月球上拥有包括铁、钛在内的非常丰富的资源,尤其是其中的氦3,它是一种高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料,在月球上蕴藏丰富,初步估算,月壤中的氦3总量可达100至500万吨,8吨氦3所发的电就可满足中国一年的用电量,100吨氦3就能满足全球一年的电力需求。月球上所有的氦3,可以供全人类使用一到五万年!因此,对于月球上氦3资源的探索和开发,对各个国家未来的能源战略有着非常重要的意义。

人类月球基地并非纸上谈兵!月球北极这个洞穴或成人类最佳庇护所

可以看出,从各方面技术和条件上来说,美国说要在2028年前建成月球基地,绝非危言耸听,而是有很强的可实行性。对于月球这块至关重要的太空战略殖民地的争夺,必将在未来愈演愈烈。

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