漫話太陽風

尹懷勤

2月21日媒體報道，美國研究稱可借助太陽風在月球上制造水。那么，什么是太陽風，利用其在月球上造水有何意義呢？

威力強大的太陽

大家都知道，太陽是銀河系中的一顆恒星，吸引著多個天體如行星等圍繞著它運轉，形成單個恒星系統。地球就是太陽系的八大行星之一，人類的繁衍生息都離不開太陽供給的能量。了解和認識包括太陽風在內的能量情況，對提高人類的生活水平和科技能力都大有幫助。

太陽的直徑是地球直徑的109倍，體積是地球體積的130萬倍，質量是地球質量的33.3萬倍，也是太陽系八大行星和矮行星、冥王星質量總和的745倍。由此可見，整個太陽系的質量有99.86%都集中在太陽身上。太陽是個灼熱的氣體球，平均密度并不高，只是地球密度的1/3.91。太陽位于太陽系的中心，八大行星、兩顆矮行星、多顆彗星以及數以萬計的小行星等都圍繞著它在不同軌道上運行，按照它的引力所規定的線路萬古奔波，轉動不息，沒有絲毫的怠慢和停歇。

太陽沒有固態的星體和核心，從里到外全由內部和大氣層兩大部分熾熱的氣體組成。太陽內部由內至外分為核心、中介層、對流層三部分。太陽中心溫度很高，可達1500萬度以上，壓力達3000億大氣壓，又有大量的氫，為熱核反應創造了條件。4個氫核聚合在一起形成1個氦核，或者說由4個氫原子聚變為1個氦原子，即為熱核聚變，并釋放出數量大得驚人的能量。l克氫聚變成氦時釋放出的熱能，可把1500噸的水從O℃加熱到1000C。每秒有6億～了億噸的氫發生核聚變反應，產生的能量相當于1OOO億顆百萬噸級的氫彈同時爆炸。太陽含有1560億億億噸的氫，全部進行核聚變，可維持800多億年的熱核反應。人類只需研究如何更多地利用太陽能，而無需憂慮其何時枯竭。

什么是太陽風

太陽不僅把它的光和熱以電磁輻射的形式不停地向太空發射，同時還不斷地以200～800千米/秒的速度噴出高溫帶電粒子流，形成吹遍整個太陽系空間的強勁的超音速氣流，即太陽風。

它與來自宇宙深處的宇宙線一起充滿整個行星際區域，時刻不停地沖擊著每個行星，并與行星磁場、外層大氣發生作用，在行星周圍形成磁層、輻射帶、電離層以及極光、弓形激波等。太陽風雖然十分稀薄，但它刮起來的猛烈勁，卻遠遠勝過地球上的風。在地球上，12級臺風的風速是每秒32.5米以上，而太陽風的風速，在地球附近卻經常保持在每秒350～450千米，是地球風速的上萬倍。

太陽風的擾動也會引起地球電離層擾動，以致發生磁暴，影響地球上的短波通信及人造衛星的正常運行，甚至會影響地球氣候的變化。由此可見，太陽風是日地關系中的重要媒介，是太陽對地球影響的主要傳遞者，值得研究和關注。

太陽風的主要成分是質子和電子，還有少數是氫原子核等，其密度雖低，但還能和地球的磁層相互影響。地球的南北極兩個地區磁場強度較弱，其高層大氣受到太陽風的轟擊后會被電離，發出光芒，形成極光。在南極地區形成的叫南極光，在北極地區形成的叫北極光。挽句話說，沒有太陽風，地球兩極上空也就不會出現極光景象。

人類巧用太陽風

面對地球上的繁榮景象，我們在感謝太陽送來的光和熱的同時，又不能不惋惜更大量的太陽能在漫無邊際的星際空間散失掉了。有鑒于此，在探測研究太陽的同時，大力開發和利用空間太陽風等能量是人類當前的一項重要任務。

美國國家航空航天局于2月20日發布新聞公報說，研究人員利用計算機程序，模擬了太陽風沖擊地球衛星、月亮表面時發生的化學反應，發現借助太陽風有望在月球表面制造水，這將為未來建立月球基地提供便利條件，充分發揮地球衛星的作用。目前世界上各航天大國都打算在月球上建立科研基地和用航天器載人登月，如果實踐證明太陽風和月表物質真的能夠用來制造水，那將對未來的深空探測具有重要意義。

因為水不僅可以解決航天員在月球和往返其他天體時在飛船上的飲水以及種植糧食、蔬菜等用水問題，以減少攜帶的物資，而且可以分解成氫和氧兩種物質，分別制冷成為液氫和液氧，用作發射火箭的常用推進劑。月球上的引力僅為地球的1/6，向其他天體發射探測器或載人飛船所用的運載火箭的推力比地球上發射時要小得多，可以大大降低費用、節約成本，是理想的空間星球站。

同時，造水成功還可以促使人類盡早地在月球上建成具有一定規模的住人基地并不斷擴大其規模，同時建立起月一地運輸線，把月球上的重要能源資料氦3和貴重金屬鈦等開發出來，運回地球，供人類使用。