移民月球

全球氣候變暖，物種滅絕加快，資源日益枯竭，核災難一觸即發……地球正面臨種種十分嚴峻的危機，難怪著名物理學家霍金發出了“人類必須離開地球”的警示。

如果要讓許多人都離開地球，唯一現實的途徑就是移民其他星球。這是一個任重而道遠的目標，因為受今天的太空飛船推進技術等因素所限，要想真正實現人類大規模移民其他星球，也許還得等上100年甚至1000年。不過，移民外星的計劃實際上已經展開：早在幾十年前就成功完成了“阿波羅”載人登月任務，而美國人不久前又宣布將在2024年之前建立有人定居的月球基地。可以說，人類移民外星的目標已經越來越清晰。

說到移民月球，人們首先想到的一定是著名的“阿波羅登月計劃”。其實，這個計劃并不是孤立的科研項目，而是有延伸和發展的，這就是“重返月球和載人上火星計劃”。

1989年7月20日，老布什總統在美國宇航局召開的慶祝“阿波羅登月”20周年大會上宣布了“重返月球和載人上火星”計劃，并說該計劃將在21世紀初完成。此后，經過美國宇航局15年的努力，2004年，美國現任總統布什宣布：美國將在2020年重返月球，隨后還將載人上火星。這是一個恢弘的空間考察計劃，它比20世紀60～70年代的“阿波羅登月計劃”更宏大，范圍更廣闊，它代表了2010年航天飛機退役后空間探索的一個新時期。

“重返月球和載人上火星計劃”的主要內容包括：宇航員返回月球，在月面建立永久前哨基地，進而從基地出發飛向火星。計劃的時間表是：2009年，第一艘全新型月球飛船進行第一次試驗；2014年，新型登月飛船進行第一次載人飛行試驗，主要目的是考察飛行器的運載能力，但不在月球登陸；2020年，4名宇航員乘新型飛船第一次登上月球；2024年，在月球南極建立一個長期有工作人員逗留的國際性營地，在此營地，宇航員最初只逗留1個星期，而后將達到6個月。

該計劃是美國宇航局在征求了澳大利亞、加拿大、中國、法國、德國、英國、印度、意大利、日本、俄羅斯、韓國以及烏克蘭等擁有空間科學技術的國家和地區的專家的1000多次意見后提出的。美國宇航局希望，月球前哨基地所用的氫、氧和其他物質能夠利用月球資源生產，去月球基地的人既可以是宇航員，也可以是旅行者。去月球的運載工具由美國設計、制造，歡迎國際空間站現有的合作伙伴——俄羅斯、歐洲空間局和日本加盟，提供資金、技術和物資支持。

像“阿波羅登月計劃”一樣，新的登月計劃也用一艘飛船飛往月球，但它和“阿波羅計劃”有明顯的不同。第一，在“阿波羅計劃”中，宇航員在月面逗留的時間最長只有幾天，而新的登月計劃則要求宇航員在月面長期逗留，最少不得短于6個月。第二，在“阿波羅計劃”中，每次飛行都由3名宇航員參加，其中2人登月，1人在“阿波羅飛船”上環繞月球作軌道飛行，而新的登月計劃要求每次飛行都有4名宇航員參加，并且所有宇航員都將登上月球。第三，在“阿波羅計劃”中，飛船6次登月，所有登陸點都在赤道附近，而新的登月計劃的設計者則看中了月球南極附近的自然條件及其功用，即：有3/4的日照時間，有充足的太陽能可以利用；這里存在“水冰”，可以用來提取生活用水；月球南極附近可能存在對將來建設高水平的月球前哨基地有用的礦產資源，因此新飛船的登陸點可選擇在月球南極附近。第四，在“阿波羅計劃”中，登月的宇航員都是來去匆匆，在月面停留的時間最多只有幾天，有的甚至只有幾小時，因此他們不能在月面建設基地，而新的登月計劃規定，宇航員登月后至少要在月球上生活180天，要在那里建設月球基地。第五，“阿波羅計劃”的一切工程都是由美國人完成的，而在新的登月計劃中，世界上14個具有航天科學技術的國家和地區的宇航局以及私人公司、企業、財團和大學都可以投資和參加工作。

月球和地球之間隔著一條384000千米寬的宇宙長河，其間雖沒有急流險灘的阻隔，卻有近似真空的難關。那么，4名宇航員怎么登上月球呢？2006年4月，在美國宇航局倡議下，全球考察戰略和美國月球建筑學會議在華盛頓召開，會議文件給出了這個問題的答案。出席會議的有上面提到的14個國家和地區的代表。根據與會代表的提議，美國宇航局整理出200個研究項目，它們分屬于6個主題，分別是：人類文明，科學知識，探測準備，全球合作，經濟推廣和公眾事業。在“探測準備”里指出，美國宇航局準備用“獵戶座”飛船替代“阿波羅”飛船運載宇航員登上月球，然后去火星。

“獵戶座”飛船是美國宇航局專為載人上月球設計的，飛船的名字來源于由天空中一批亮星組成的星座，所以這個計劃也被稱為美國宇航局的“星座計劃”。“獵戶座”飛船是一艘多功能飛船，除了載人登月和上火星外，它也可以為在低軌道上飛行的國際空間站服務。美國宇航局定下的目標是，保證“獵戶座”飛船的主要飛行任務集中在既定的計劃——載人登月，但不排除它做其他事情的可能性，例如，它可以在2020年去取在軌道上飛行的“哈勃空間望遠鏡”，或者飛到一顆小行星上去。總之，一句話，當航天飛機在2010年退役后，“獵戶座”飛船將是載人航天飛行的主要運載工具。

“獵戶座”飛船出自名門，是美國宇航局最重要的研究成果之一，它融入了美國宇航局兩個研究小組30多年的心血，保留了“阿波羅”飛船和航天飛機的最重要優點，并且增加了成功的可能性。在被選擇作為載人登月運載工具之前，設計者又用了13個月時間進行加工和修改，使它做到了精益求精。現在的改進型“獵戶座”飛船雖然借用了“阿波羅”飛船的形狀和航空動力學性能，但它的計算機、電子線路、推進器、生命支撐系統和熱屏蔽系統等的先進性都超過了“阿波羅” 飛船的相應系統。“獵戶座”飛船被放在運載火箭的助推器頂上，可以預防飛船在上升過程中因冰、泡沫以及發射系統的碎片脫落等引起的意外。此外，為了在緊急情況下可以將密封艙和宇航員分開，保證宇航員的安全，飛船還增加了逃逸系統。

改進型“獵戶座”飛船雖然形狀像“阿波羅” 飛船，但它比后者大得多，其指令艙直徑約為5米，艙內體積是只有3個座位的“阿波羅”飛船的2.5倍。“獵戶座”飛船能運載4名宇航員上月球，并且有足夠的推進劑允許它登陸月面任何地方。這種結構為飛船在月球南極地區降落提供了保障。根據設計，在新登月計劃開始執行的時候，宇航員將在月面停留4～7天，以后在月面停留的時間將增加到6個月，最后能將6名宇航員送上火星。“獵戶座”飛船的另一個特點是特征明顯，只要它降落到干燥地面上，回收人員就能很容易地找到它并將它修復，使它能反復飛行10次之多。

好馬配好鞍，好飛船應當配備好的發射系統。將登月宇航員發射進太空的發射系統是“阿里斯－1號” 火箭，它是根據強大而可靠的航天飛機固體火箭推進器制造出來的，能將20噸的載荷發射到比較低的地球軌道上。

讓宇航員登上月球只是人類離開地球的第一步，人類的最終目標是在別的星球上開辟新的生存空間，并把地球人遷移到別的星球上去。同這個偉大的目標相比，載人登月僅僅是宇宙移民這一“萬里長征”的“一小步”，后面的路還很長。在這一偉大的征途中，接著要走的“一步”是建設月球前哨基地，為開發月球提供基地，為通往火星、小行星和其他天體提供跳板。根據現有規劃，月球前哨基地至少要能讓4名宇航員在其中生活6個月。

宇航員要在月球基地里生活，必須具備必要的生活條件，主要是空氣、液態水、適宜的溫度和必要的能源。這些生活條件都要隱含在月球基地（住宅）的設計里，因為月球基地（住宅）是宇航員的最基本的生活場所。

月球基地既是宇航員在月球上休息的住宅，也是宇航員在月球上工作的地方。無論是對進行月球考察的宇航員來說，還是對利用月球作跳板飛向其他星球的宇航員而言，月球基地都是不可缺少的。美國宇航局正在嘗試設計最佳的月球住宅模型，以便根據模型建造月球前哨基地。已經提出的模型有兩種。一種叫做“月球住宅垂直模型”，這是一個3層樓設計，看起來像是彼此疊在一起的大桶。另一種叫做“月球住宅水平模型”，它是長長的圓筒，與以往的空間站形狀差不多。兩種模型中都設立了生活區、衛生區、廚房、供吃飯的中央區和娛樂區，也都有足夠的空間做實驗室、工作區和體育鍛煉站等。

為了保證宇航員長期在月球基地里生活和工作，基地里除了備有空氣、液態水、適宜的溫度和必要的能源外，還必須有生命支持系統、食物供應系統和宇宙輻射防護系統。

宇航員的生命支持系統最初是由宇航員帶上月球，過一段時間后，有可能從月球土壤里提取氧和氫，供生命支持系統之用。在第一代住宅中，用月球資源生產的氣體僅作為從地球帶去的氣體的補充；隨后，從地面帶去的氣體和在月面生產的氣體將各占一半；最后，生命支持系統所需的氣體完全利用月球資源生產。

同生命支持系統一樣，宇航員的食品最初也是由宇航員隨身攜帶的貯存食品，有可能的話，宇航員還將在月球上開辟菜圃種植植物以補充食品的不足。

防護宇宙輻射很重要，是月球基地的基本工作之一。不過，月球基地的防輻射要求與空間站的要求不同。在月球基地建設中，防輻射不是突出的問題，至少在設計和制造當中不是突出的問題，這是因為在月球上可以利用局部月球資源提供防護，具體地說，就是可以把月壤或沙袋放在月球基地周圍和頂上，防護從宇宙來的輻射，也可以在月球基地周圍安裝蓄水池，利用水作防護。

會對月球前哨基地造成實質性威脅的主要是“月震”——月球上的地震。月震與地球上的地震相類似，是月球表面堅硬的一層——月殼的一種震動。最初發現月震的是美國學者尼爾，后來一個由15個行星科學家組成的小組對“阿波羅”飛船帶回的登月資料進行分析后也得出了同樣的結論。根據1969～1972年間“阿波羅”宇航員在月面安置的月震儀的測量（這種測量一直持續到1977年），月球上至少存在四種月震：第一，潮汐引起的月球表面以下700千米的深層月震；第二，隕星撞擊造成的震動；第三，在月球上每2個星期的寒夜（月球自轉1圈是月球上的1天，相當于地球上的29.5天，所以月球上的1夜大約相當于地球上的2個星期）過后，在第一個早晨的太陽照耀下，寒冷月殼出現膨脹所造成的熱震動；第四，發生在月球表面以下20～30千米的淺層月震。

前三種月震通常是溫和的，沒有多大傷害，而第四種月震則非常“兇險”。據“阿波羅”月震儀網站的記錄，在1972～1977年期間，月球上共發生了28次明顯的淺層月震，其中最大的達到5.5級。淺層月震持續時間較長，最長可達10分鐘，而且像門鈴一樣響亮。這與地球有很大的不同。在地球上，隕星撞擊引起的地震通常很小，半分鐘內就會消失，原因是地球上有水，水能減震。而在月球上，情況就不同了。月面干燥、嚴寒，凍得像石頭，月震在月面上就像音叉一樣振蕩，即使月震本身不強，也會余音繚繞，經久不息。因此，對月球住宅來說，持久性的損害可能比月震的級別更重要。因此，為了防止月震的破壞，需要對月球基地建筑材料的抗疲勞程度有所了解，以便選取能抗震的建材。

總而言之，在建造實用、可行的月球基地之前，還有不少技術障礙亟待克服，這也正是建設月球基地的計劃期長達20多年的主要原因。重上月球是一件有益于科學發展的大工程，在這項工程完成后，航天科學必將大大向前推進一步，人類也將向外星靠近一步。目前，我國已向世界宣告：中國人要探測月球！我國的月球探測工程——“嫦娥工程”早已啟動。2007年，中國的“嫦娥”就要飛天了！

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陰影：當心假象！

月球是一個既無空氣又無液態水的死氣沉沉的世界。由于沒有空氣傳播聲音，月面上是悄無聲息的，即使兩個人面對面說話，互相也只能看到對方的嘴唇在動，聽不見說話聲。由于沒有空氣散射陽光，即使在陽光直射的月面部分，同樣也是一片漆黑。

以上是科學家們曾經對月球的看法。然而，對親自登上月球的“阿波羅”宇航員來說，月球上的景象并非如此。

在“阿波羅”飛船登月時，飛船載著3名宇航員飛到月球附近，進入環繞月球的飛行軌道。在這個軌道上，兩名宇航員離開飛船（稱為“母船”），乘登月艙飄向月球；另一名宇航員則繼續乘母船環繞月球作軌道運行。當“阿波羅－11號”的登月艙（叫做“鷹”）在月面一個叫“雨海”的地方登陸時，母船的影子正好落在雨海上。宇航員發現，盡管在“鷹”的內部光線非常暗，但是在“鷹”的外面，月球上的陰影并不是“絕對的黑”，“像小草、人行道、腳趾之類東西應該都能看得清楚。”兩位登月宇航員——阿姆斯特朗和奧爾德林甚至還能在月面的黑暗中使用電視攝像機和各種地質工具。“阿波羅－14號”登陸在月面的弗拉#8226;摩洛高地，登月區域的月面亮度允許宇航員謝潑德和米切爾“忙碌地從登月艙里卸貨”和“用手動工具插進小孔開鎖”。

這個奇怪的現象是一般常識所解釋不了的。在地球上，陰影內部的光線來自天空。太空光線被地球大氣中的分子散射到各個方向，地球周圍才出現光亮。由于藍光比紅光散射得更厲害，所以地球的天空呈藍色。有些光線甚至落到地面的影子里，所以在雪白陽光影子里的腳印是藍色的。因此，假如沒有大氣，地球上將是一片黑暗，猶如黑夜籠罩在周圍。既然月球上沒有空氣來散射陽光，那么月球上的景色理應是一片黑暗，可為什么宇航員們看到的情況并非如此呢？原來，這是不太光滑的月球表面的反光起的作用。凹凸不平的月面把一部分陽光反射到月球周圍，為月面本身提供了微弱的照明，而這些微弱的光線為宇航員在月球表面活動提供了方便。

朦朧的陰影不僅能提供光亮，有時也能給死氣沉沉的月面帶來情趣。典型的例子是宇航員在自己頭部的影子周圍看到的一圈銀白色輝光（也叫“暈”），很像是“峨嵋佛光”。更有趣的是影隨身動，人動光移。這個現象最初是由“阿波羅－11號”宇航員奧爾德林發現的。他報告說：“在我頭盔影子周圍有一圈輝光。”后來發現，在阿姆斯特朗的頭頂影子上也有。經研究，輝光是這樣產生的：月球表面的塵埃黏結在一起，形成了絨毛狀塔形結構，這些“微型塔”在與太陽相反的方向上投下很深的影子；每個塵埃塔的影子都藏在后面，所以那些區域看起來比它周圍亮，因而出現“佛光”。這種銀白色的輝光籠罩在黑色頭像周圍，酷似童話里的城堡，所以它得到一個頗有情趣的名字——“仙女城堡”。

月球上的陰影還會給初上月球的宇航員一個假象。“阿波羅－12號”的兩位登月宇航員——康拉德和比恩就遇到了這種情況。“阿波羅－12號”登陸在月面一個叫“風暴洋”的地方，主要飛行目的是取回3年前發射的美國“勘測者－3號”飛船上的電視攝像機，同時觀察它經受惡劣的月面環境后所起的變化。“勘測者－3號”停在距離風暴洋548米的一個有影子的隕擊坑中。在登月過程中，康拉德和比恩從登月艙的舷窗里看到，“勘測者－3號”位于一個40度的斜坡上。登月后，他們打算用繩子把它拖上來（在地球上，從548米外一個40度斜坡下取回一架電視攝像機是不難的，可在荒蕪的、只有1/6地球引力的月面上，要完成這項任務并非易事），后來卻發現它其實就在平地上，只需沿一個很小的10度斜坡走下去就可以到達，根本就不需使用繩子。

為什么會出現子虛烏有的40度斜坡呢？這也是月面影子耍的把戲：在康拉德和比恩看見“勘測者－3號”時，太陽位于較低的位置，“勘測者－3號”頂上有陽光，而底部則在很深的黑暗中；因為地球上類似的現象是斜坡造成的，所以兩位宇航員誤以為“勘測者－3號”停留在40度的坡上。由此看來，陰影制造的假象會給宇航員在月面活動帶來麻煩，也將給未來月球定居者的生活造成影響。

月球上的奧運基地

月球上有一個叫做“阿爾卑斯”的山脈，其高度、山勢和景象都和地球上歐洲的阿爾卑斯山相似。月球上的阿爾卑斯山來自40億年前一顆巨大小行星的撞擊，這次撞擊撞出了雨海，飛濺的撞擊物形成了阿爾卑斯山脈。在很久以前，月球阿爾卑斯山和地球阿爾卑斯山一樣，都呈鋸齒狀，表面凸凹不平。后來，由于流星的長期撞擊，月球上的阿爾卑斯山的巖石被撞成塵埃和比較光滑的峰巔。

地球上的奧運會在1896年首次舉行后，大多數冬季奧運會比賽都在阿爾卑斯山舉行。有人異想天開：可不可以把冬季奧運會搬到月球阿爾卑斯山去舉行？事實上，月球阿爾卑斯山的確有舉辦冬季奧運會的條件——那里晴朗的天空、無風的天氣、適中的斜坡和較小的引力（只有1/6的地球引力）都很適合滑雪，尤其是那里厚厚的月球塵埃粉末頗像地球上的積雪。

月球上適合舉行冬季奧運會的區域叫“奧林匹克地區”，原名為“柏拉圖環形山”，是以古希臘哲學家柏拉圖的名字命名的（柏拉圖不僅是哲學家，而且是奧林匹克運動員，他曾兩次戰勝過他的競爭者）。柏拉圖環形山底部平坦，填滿了建造奧運村所需的材料和其他物質，而且像舉行過冬季奧運會比賽的意大利城市都靈一樣靠近月球阿爾卑斯山。

在月球上能進行哪些體育比賽呢？滑雪和田徑運動都可以。幾位在月球山區登陸的“阿波羅”宇航員對覆蓋著厚厚月球塵埃的月球山脈記憶猶新，那里就像童話里的冬季仙境，是很好的滑雪場。去那里滑雪吧！那將是很愜意的事。不過，去月球上滑雪，別忘了在出發前穿上你的宇航服，因為畢竟是去月球！

“阿波羅－14號”登月艙駕駛員米切爾曾經在飛船登陸的月面弗拉#8226;摩洛高地滑過雪，他當時向地面報告說：“這里美極了！它使我想起愛達荷州的滑雪勝地太陽谷。”“阿波羅－15號”登月艙駕駛員歐文也從飛船登陸點附近蜿蜒曲折的哈得利谷發回信息說：腳下，土壤像柔軟的雪粉做成的墊子，它上面的哈得利·德爾塔山就像具有極佳滑雪條件的太陽谷的塔拉山一樣。

既然月面上的滑雪條件可以與地球上巨大的滑雪勝地太陽谷相比，那么可不可以去那里參加比賽呢？“阿波羅－16號”登月艙駕駛員杜克曾經駕駛月球車繞行月面的笛卡爾高地，他報告說，在月球上開車“沒問題，就像在雪地里開車一樣”。“阿波羅－17號”登月艙駕駛員施密特是一位地質學家，他在飛船登陸的月面陶拉斯#8226;利特羅地區試驗過滑雪技術，并且很快發明了無輪滑雪方法——“月球越野滑雪”，當然，這種方法只能用在月球上。施密特說：“35年后，你將可以在月球塵埃上滑雪，我也可以，大家都可以。想象一下擺動你的手臂和你的腿穿過原野的姿勢吧：你的腳蹬一下，身子便在月面上向前滑行一段距離，蹬、滑，蹬、滑……你留在月球塵埃上的唯一記號就是腳印。”“阿波羅－17號”宇航員塞爾南則認為，不需要這樣“大步慢行”，只需像大袋鼠那樣單足跳就行了。在地球上做跳躍動作是很困難的，原因是地球的引力大，而在1/6地球引力的月面上做各種跳躍動作顯然要容易得多。在地球上，世界跳高冠軍的最好成績是兩米多，而在月面上，一般的跳高運動員縱身一跳就能跳過四五米高度。不過，在月面滑雪的唯一問題是沒有真雪，這真是個巨大的障礙。

當然，在月球上舉辦奧運會也須精心選擇奧運場地，因為月球上有厚厚的塵埃。月球塵埃是一種奇怪的物質，軟得像雪，有很強的研磨作用，氣味則像燃燒過的黑色火藥。月球塵埃的黏結和吸附能力尤其驚人，一旦粘在手套和衣服上，用刷子刷也無濟于事。“阿波羅－17號”宇航員塞爾南說，取下頭盔和手套，就能感覺到、聞到甚至嘗到月球塵埃。施密特則說：“我第一次月面行走后取下頭盔時，對月球塵埃有明顯反應，鼻甲骨腫大，以后數小時感覺減退。但第二次、第三次月面行走后，反應就小多了，這可能是我對月球塵埃增加了免疫力的緣故。”這就是說，月球塵埃對體育比賽和運動員的健康有明顯的影響。未來登月參賽和玩耍的人切莫大意哦！