月球基地

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  Space
  欧洲空间局不久前表示,一个永久性的“月球站”有可能取代国际空间站。现在,就让我们来看一看目前有关第一个月球基地的比较可行的设想。
  1972年12月,当时离开月面的美国“阿波罗17号”飞船,宣告为期3年的载人登陆月球、进行出舱探索的大胆冒险降下帷幕。在此期间,共有12名地球人在月球尘土中留下了自己具有历史意义的足印。但在此之后40多年里,月球这个距离地球最近的邻居再也未被人类亲身接触过,只有从地球发射的机器人任务——探测器探索过这颗地球卫星。但根据美国宇航局和欧洲空间局(简称欧空局)的最新计划,这个现状很快就可能被打破。欧空局新任局长沃纳最近表示,该局希望在月球上建立一个地球村——地球人在月面的基地。美国和俄罗斯等国也表示有类似的打算。如此看来,我们是否已经进入了人类在月面永久性存在的时代?
  建造月球基地
  ①月球南极在一天内90%的时间里都有光照,这让它成为月球基地是目前看来的最佳选址
  
  ②月球登陆器把居住舱送至月球
  
  ③居住舱释放膨胀圆顶,为月球基地提供建筑构架
  ④采用月球土壤、通过3D打印出的墙壁块
  ⑤每个像这样的结构,都需要3个月时间才能完成
  第一阶段 到达
  首先需要指出的一点是:在航天活动中,发射重量越轻越好。把区区1千克材料发射到太空(还不说发射到月球轨道及让它登陆月球),花费至少是1万美元。难怪热衷于载人月面探索的科学家当中,眼下流行的一个最热门理念就是——“就地取材”。换句话说,就是采用月面上存在的材料,尽可能降低月球基地任务的成本。因此,月球资源将决定月球基地的选址。
这台3D打印机一层一层地“打印”材料
这块重达1.5吨的建筑材料,是通过3D打印得到的

  沃纳的理念是,在月球远端(或称月球背面,指一直背对地球的月球半面)建造月球基地。很多科学家也认为,月球背面是月球基地的最佳选址。在那里安装望远镜当然不错,但缺点是需要一系列中转卫星来保持月球背面与地球之间的联络——这是一个很重要的心理因素,因为不能让在月球背面工作的宇航员(这是西方国家的称呼,俄罗斯和中国称“航天员”)感到与世隔绝。此外,如果纯粹出于对资源利用的考虑,那么靠近月球南极的地方或许是较好的选址,因为那儿有大量水冰和其他矿物质。俄罗斯目前正在考虑把月球南极地区的马拉博特山作为月球基地的选址。
  月球南极的另一个优势是气候。月球是个与地球迥然不同的地方,月球自转一圈要花接近1个月时间。在月面上的大多数区域,每个夜晚要持续大约两星期。然而,月球南极的一些区域却几乎一直被照亮,与地球北极的夏季情况很相似。这意味着这些区域没有大的温度变化,因而能让架设在那里的太阳能电池板吸收充足的阳光,为月球基地提供电力。
  如果一开始就建造人类月球基地,风险也许过大。那么,可不可以先建造机器人月球基地?日本航天机构正在作这种打算。他们希望到2020年时能在月面建立一个机器人基地,用机器采集最远为距离基地97千米外的月球样本,把样本送回基地,再用火箭发射回地球。
  第二阶段 建设
  3D打印技术的出现,有可能促进月球基地的建造。2014年年底,一个套筒扳手的设计蓝图被电邮给国际空间站上的宇航员,他们使用自己的3D打印机创制出这件器具。科学家们对于在月球基地使用类似技术充满期待。欧空局正在向美国建筑设计巨头“福斯特伙伴”咨询采用月球土壤作原材料、通过3D打印在月面建设大型基础设施的可行性。科学家已经证明,作为一种非常有效率的工具,3D打印能够处理月面的疏松材料。
月球基地设计效果图

  是否能收集足够的月球土壤,并且把它送进3D打印设备?这一点尚待观察。科学家警告说,有必要先发送机器人到月球,确保3D打印系统能在月面的低重力环境下运作。如果能成功,一旦出现紧急情况,就能在地球上设计好一台月球基地需要的重要设备,把设计方案发送到月球,几小时内就能在月面把它变成一台设备并投入使用。与之相比,如果用火箭把这台设备从地球发射到月球,恐怕得花几天时间,而且花费相对也很大。
1 由3D打印的保护盾,保障月球基地居民不受辐射等侵害
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