登月极烧钱
美国SLS重型火箭自2011年开始研制,原计划2017年第一次发射,因各种原因推迟了16次,直到2022年才定下发射时间。为了这枚火箭,NASA已经花费超过230亿美元,据估算,它的前4次发射每次还将烧掉22亿美元。
登月从来都是个烧钱的活儿。半个世纪前的“阿波罗计划”共耗资254亿,按2020年的美元计算约为1580亿,也就是超过了1万亿人民币!照NASA这种花钱速度,新的 “阿耳忒弥斯”登月计划花费只会更多,不会更少。
于是许多小伙伴就产生了这样的疑问:登月要花那么多钱,既然50年前美国人已经上去过月球并捡回了石头,知道那里条件恶劣不适合人类生存,为什么现在还要耗费财力再次登月?为什么别的航天大国也坚持探月,也想把航天员送上月球?
一个除了石头、灰尘和坑之外什么都没有的月球,有啥好研究的?难不成月亮上真有什么不可告人的秘密——比如“氦-3”?
月球很贫瘠
古人就对月亮充满好奇与想象,“派了许多神仙”去到那里。月球是地球唯一的卫星,它在一个椭圆轨道上绕地球运行,最远达40.5万公里,最近时也有36.26万公里。月球几乎没有大气,没有水,没有人类生存所需要的一切,就连传说中的核聚变燃料“氦-3”也极稀少,不具备商业开采价值。月球表面昼夜温差接近300摄氏度,强烈的太阳射线和宇宙高能粒子能使人致命,时不时还会有陨石落下,把月面砸个坑。
通过月球研究地球
科学家一直有个疑问:月球是怎么来的?它是与地球同时形成?或只是一颗被地球引力俘获的小行星?
通过分析从月球上捡回来的岩石,以及在地球上拾到的“月球陨石”的化学成分,有越来越多的证据证明月球原来是地球的一部分——在40多亿年前,一颗火星大小的天体斜着撞击了“婴儿地球”,撞击产生的碎片飞溅到太空,再慢慢聚集在一起形成了月球。
月球是由地球撞击产生的
由于月球在几十亿年间保持着最原始的状态,它像一颗“时间胶囊”,我们通过研究月球来推算地球、太阳系甚至宇宙曾经的模样。
月球荒芜,但它的某些地方可能潜藏着地球生命的线索。一些科学家认为地球上最初的生命要素可能来自太空,但今天的地球生机勃勃,我们无法判断哪些是最原始的有机分子。而月球表面没有被“污染”,假如我们在月岩或月壤里发现它们,就可以证明生命不仅可以存在于地球,它也能在宇宙的其它地方繁衍。
月球是射电天文学的圣地
地球不仅被大量生命污染,它还被人类活动产生的大量电磁波“污染”。如果我们想了解宇宙的秘密,就需要利用天线去接收遥远天体发射的电磁波,这时候各种通信设备的电磁波就成为挥之不去的干扰源,天体信号被淹没在强大的噪声之中。
月球远离地球,它有一面始终背对地球,如果在月球的背面建设射电望远镜,就可以很好地解决无线电干扰问题。
嫦娥四号携带了天文观测设备
嫦娥四号月球探测器就携带了4个极低频射电观测设备,覆盖从0.1MHz~40MHz频段,频谱分辨率从5KHz~100KHz,动态范围在75dB以上,这些设备主要用于进行深空探测。但天文学家总是希望天线大些,再大些。
南仁东先生曾为“500米孔径球面射电望远镜”选址踏破铁鞋,最终将“中国天眼”安置在贵州大窝凼的喀斯特洼坑中,这里人烟稀少、电磁污染较低、地形条件合适。月球表面比大窝凼好100倍的地方比比皆是,只须稍加改造,就能成为比贵州“天眼”更大的射电望远镜。但是建造和维护这些设备离不开人。所以我们需要把航天员送去月球,建设长期科学考察站。
月球环形山可以建成射电望远镜
月球是探索深空的“跳板”
月球的直径约为地球的四分之一,引力也仅是地球表面的六分之一,它还没有空气阻力。如果从月球向火星或其它星球发射飞船,可以用更少的燃料得到更快的速度,飞去更远的地方。
将来我们人类探索宇宙,月球无疑会是一个很好的前进基地。
月球将是很好的科学基地
发射航天器需要解决燃料问题,月球基地也得解决人类的生存和补给。所以我们需要先在月球上找到氧气、水,以及其它必要的化学物质。
月球表面没有水,水和其它大多数气体都被太阳风吹走了。只在月球两极的陨石坑里探测到羟基物质,这里没有阳光,温度极低,因此土壤里可能存在大量水冰。
这正是中美不约而同地将月球南极定为下次探测器着陆区的原因,大家都想抢先找到水。只要确定月球上有冰,以后许多事情都会好办许多。
“阿尔忒弥斯计划”设想着陆在月球南极附近
总结:
月球探索耗资不菲,载人登月一方面展示国家实力,可以极大地促进科学技术的发展,同时也是科学的需要。
通过研究月球,我们可以进一步了解地球、太阳系的过去和未来,为保护地球制定方案。
月球上有干净的电磁环境,在月球上架设仪器可以更好地观测深空,揭开宇宙深层的秘密。
月球同时还是我们前往更遥远星球的跳板,因此探索月球、建设科学基地、研究人类在太空基地的生存技术具有现实意义。
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