成堆的月球巖石和土壤,再加上一座山的照片,這就是后冷戰(zhàn)時期所謂的“太空競賽”給科學家們留下的遺產(chǎn)。奇怪的是,經(jīng)過了上世紀六七十年代短暫的登月熱后,月球突然被人們長時間遺忘了。
如今幾十年過去了,人類的太空活動也越來越頻繁,這個時候,月球似乎又回到了人們視野的中心——很多人認為,我們已經(jīng)為向地球這顆唯一的衛(wèi)星上殖民積累了必要的技術。
早在1970年,前蘇聯(lián)的無人駕駛月球車Lunokhod-1登上月球的時候,許多人認為月球定居點已經(jīng)指日可待。蘇聯(lián)的太空計劃還專門在地球上建立了一個模擬定居點,以尋求解決該項目在月球上的物流問題。
“月球的表面覆蓋著類似于玄武巖的巖石。”俄羅斯自然物質研究中心的負責人Vyacheslav Bobin說,“為了測試未來的登陸,美國人選擇了沙漠中的玄武巖高原(類似于約旦),我們的專家則選擇了烏茲別克斯坦塔什干下方的類似地形。”
除此之外,蘇聯(lián)的月球定居點計劃還證明了使用殖民者在附近發(fā)現(xiàn)的材料建立一個星際基地的可能性。“我們計劃中的基地被設在了月球表面以下,利用了月球的自然地形,比如在火山口的底部。”Bobin解釋說。
與此同時,科學家們也在忙著計算這樣一個項目的實際可行性。不幸的是,在當時,收集最少限度的月球土壤樣本并送返地球進行科學研究都已經(jīng)被認為是非常困難和效率底下的。因此毫不意外,最后的結論是地球人還沒有準備好殖民月球。
“但是當時我們只是談到了建設基地。”Bobin說。“現(xiàn)在我們已經(jīng)可以考慮提取天然資源。我國(指俄羅斯)在地球上有著處理自然資源的豐富經(jīng)驗。而月亮上有大量的資源可以提供。”
例如月球風化層(也就是月壤),這一覆蓋了月球大部分表面的物質中含有大量的氦-3,這是一種對熱核聚變能源至關重要的同位素。美國已經(jīng)擁有提取它所需的技術。“最終。”Bobin補充說:“殖民月球將獲益十倍。”
但是如何建立月球定居點仍然是一個懸而未決的問題。迄今為止,最現(xiàn)實的方案仍然是圍繞著3D打印技術應用來打造月球上的房子。
“這種想法最初是歐洲航天局提出的。”Bobin說:“將風化層與方鎂石(MgO)混合在一起建造的墻就能夠承受月球上極端的溫度波動和抵御流星。”他補充說,3D 打印機“已經(jīng)能夠建造一個體量約為600立方米的月球定居點——只需要7到10天時間。”
但這里也存在著問題:如何為這樣一臺3D打印機提供材料。要3D打印“月球磚塊”,月壤必須加工成很細粉末,但是由于沒有引力的存在,現(xiàn)有的研磨設備無法正常的工作。
Bobin稱,俄羅斯有獨特的優(yōu)勢來解決引力挑戰(zhàn),其專利的“陀螺研磨機(gyroscopic mill)”可以在零重力條件下操作。這種設備主要使用陀螺的力量而非重力來粉碎對象。他宣稱:“如果我們采用這些技術,就可以真正領先世界十年。”
國際合作
來自俄羅斯Scientific and Production Establishment(NPO)的工程師Vladimir Dolgopolov說,無論是俄羅斯太空機構Roscosmos還是美國宇航局(NASA)都沒有花太多時間在月球上。但是過去十年的衛(wèi)星觀測表明月球的極地地區(qū)可能有水存在,因此可以產(chǎn)生供呼吸的氧氣。“氧和氫也是最有效的火箭燃料,這意味著,我們可以建立一個可居住的基地。”
在蘇聯(lián)的月球項目之后,Dolgopolov就在為專門探索金星和哈雷彗星的國際項目Vega工作。但是現(xiàn)在Dolgopolov已經(jīng)把目光轉向了月球。直到現(xiàn)在,所有的月球探測器——俄羅斯和美國的——往往都降落在月球赤道地區(qū),那里最高溫度達130攝氏度,從來沒有發(fā)現(xiàn)過水的跡象。但是月球的極地區(qū)域卻截然不同︰其白天溫度不超過20攝氏度,但是在晚上卻會降到零下180攝氏度??茖W家們推測,在月球環(huán)形山所謂的“陰影陷阱(Shadow Trap)”區(qū)域,有可能是整塊的冰。
行動計劃
據(jù)了解,俄羅斯新的登月計劃設想發(fā)射四次。第一次將是Luna-Glob(或 Luna-25)登月車,其降落地點將在月球南極附近的Boguslawsky 坑里。“這次發(fā)射的目的是為了練習登陸。”Dolgopolov說:“我們已經(jīng)超過 40年沒有在那里登陸了。”首次發(fā)射原本計劃于2014年進行,但如今已經(jīng)推遲到2019年初。
屆時Luna-Glob將配備一個中子探測器、一個小機械臂和一個激光分析儀。機械臂主要用來采集月壤樣品,將其放入一個容器里,然后由激光儀確定樣品的組成。在Luna-Glob之后發(fā)射的將是Luna-26,目前NPO已經(jīng)制造出了一個原型,它的使命就是探測和拍攝月球表面,為Luna-27尋找理想的著陸位置。
事實上,Luna-27才是俄羅斯人這次計劃的主角。它的旅程有一個重要的目的:通過環(huán)境和大氣觀測研究月球的宜居性;然后將月球極地土壤送回地球。這些登月車將每半年發(fā)射一次。Luna-28的任務是其前任使命的繼續(xù):發(fā)現(xiàn)、收集和帶樣品回來。
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