人類如何開發月球

文/駱昌芹

月亮，自古以來就是美麗和神秘的代名詞，嫦娥奔月、玉兔搗藥、蟾宮折桂……無一不體現人們對月球的向往。隨著航天技術的飛速發展，1969 年7 月21 日，三名美國宇航員乘坐“阿波羅11 號”載人飛船，首次登上了這顆人類曾經可望而不可即的星球，從而揭開了人類探索月球的新篇章。今天，科學家抬頭望的是明月，低頭思索的是怎樣探索月球，實現人們數千年的登月夢想。

月球發電站

長期以來，人們就夢想著未來某一天能到太空去采集太陽能，將太陽能轉換成電力，再傳送到地面上，以解決人類面臨的能源危機。因為空間采集太陽能具有無可比擬的優越性:太空沒有云層和雨霧，不分晝夜和四季，日照充足而穩定在高真空、微重力的太空環境中，對發電設施的強度要求也比較低。

如今，隨著空間技術的進步，科學家已進行過實驗，利用裝在同步衛星上的太陽能電池來采集空間太陽能，再將所得電能轉換成波長極短的微波，向地面傳送(實驗表明，微波穿越大氣層時的能量損失僅2%)。20 世紀90 年代，美國天體物理學家戴維·克里斯韋爾建議，可以將空間太陽能電站建到地球天然的衛星—月球上。雖然月球對地平均距離長達38 萬千米，相當于同步衛星對地距離的l0.7 倍，但月球表面幅員遼闊(總面積達3700 萬平方千米)，可供大量鋪設太陽能電池板，而這些電池板以及電站其他設備可以由火箭分批運往月球，再就地組裝。

科學家計劃在月球表面開辟12 片場地，每片場地的面積相當于10 萬個足球場之和。在場地上鋪滿太陽能電池板，電池板獲得的電能會轉換成微波束，通過巨大的微波發射天線向地面傳送；地面站的微波接收天線收到微波束后，再將它轉換成民用電，供用戶使用。為了防止高強度的微波輻射傷害人體健康，科學家也考慮了萬無一失的安全措施:借助先進的自控技術確保微波束嚴格對準地面接收天線場，其泄漏量每平方厘米不超過10 毫瓦(即微波爐的國際安全標準)。

建造月球電站及日常維修，大約需要4000 名宇航員輪流到月球上工作，全部費用預估高達上萬億美元，但月球電站一旦建成啟用，20 年內就能取得經濟效益；到2050 年，它提供的能量將足以滿足全地球之需！

月球天文臺

20 世紀20 年代，美國青年無線電工程師央斯基在研究無線電通信中夾雜的各種干擾信號時，收到一種來自太空的射電信號。這一偶然的發現為人類打開宇宙奧秘之門提供了一把鑰匙，它促使科學家競相研究射電天文望遠鏡，通過接收天體輻射的電信號來觀測宇宙。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，光學望遠鏡和射電天文望遠鏡的視野和分辨率都倍受影響。為此，科學家便嘗試將天文望遠鏡搬到大氣層之外的太空中去。美國就先后發射了多顆天文觀測衛星，如康普頓伽馬射線天文臺、X 射線天文衛星—烏呼魯衛星、OSO 軌道太陽觀測臺等。1990 年4 月，美國曾發射了一顆11 噸重的哈勃空間望遠鏡，這座望遠鏡雖因設計不善而故障頻生，但還是在太空中觀測到了許多新的天文現象，尤其是在1994 年7 月彗星撞擊木星之時，哈勃空間望遠鏡就拍下了許多珍貴的照片。

有天文學家認為，如果將天文望遠鏡搬上月球，一定能進一步開闊人類觀測宇宙的視野。在沒有大氣層阻擋的月球上安裝一臺先進的光學望遠鏡，其分辨率將是哈勃太空望遠鏡的10萬倍以上。如果用它觀測地面，甚至能區分地上的一枚硬幣是正面還是反面。在月球上，各種無線電干擾信號會大大降低，還能避免因地球顫動帶來的影響，這將使射電望遠鏡觀測到的圖像清晰度和分辨率大大提高。

因為月球自轉一周跟它繞地球公轉一周所需時間相同(均為26.3 日)，所以月球永遠以同一面對著地球；它的背面因為巖體的遮掩，幾乎不受來自地球的無線電干擾。因此科學家認為，在月球上設置天文望遠鏡，地點最好選擇在月球背面。

美國一位天文學家打算在月球上建一臺先進的射電望遠鏡。在月球建成天文臺，必將使科學家在探索宇宙奧秘，研究天體演化、生命起源等領域邁出嶄新的一步。

月球太空城

月球不僅美麗、神秘，還十分富饒。研究發現，月球上蘊藏著大量狀如鐵塊的礦石，它含有鐵、鎳、鈦等多種金屬元素；月球上的火成巖是提取鋁、硅和氧的良好原料。有了玻璃、巖石和金屬就等于有了制造太陽能電池板及電站設施的原料，這也就意味著在月球上建造空間發電站有可能就地取材，原料不必萬里迢迢從地球上運送。為了開采這些礦產，科學家已成功設計出月球采礦機、月球挖掘機，不久將送上月球。

月球表面是一個高真空、超潔凈、微重力的世界，在這種特殊的太空環境下，人們能生產出地球上無法生產的工業品，如高均勻度的特種合金、高純度的晶體材料及高效優質的藥品等。所以科學家還準備在月球上建造太空金屬冶煉廠和制藥廠，且建廠所需的建筑材料及礦石原料基本上都可由月球自給自足，這樣就能省下昂貴的太空運輸費用。

當然，月球工廠建成后，工作人員的生活所需設施也是必不可少的。科學家正在構思建造集工作、生活、娛樂于一體的“月球太空城”。這座“月球太空城”不僅能成為人類新的工業中心和科研基地，還能成為未來人類太空旅游的勝地。