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建立永久性月球基地的史诗般的探索

2023-05-15 23:16:03

少数踏上月球的宇航员只在月球表面停留了一天。你如何建立一个将持续多年的定居点?


如果我 1980 年代的Usborne 未来之书是可信的,那么在 21 世纪初,随着平板电视、电动汽车和电话的出现, “既有声音又有图像”——宇航员将在月球上的城市生活和工作。


占据由加压地下通道连接的巨大圆顶,“Moonies”将在被计算机组包围的控制台上工作,或者在前往月球矿山的途中乘坐月球吉普车在月球表面弹跳。


然而,自从最后一位宇航员在 1972 年留下他最后的足迹以来,人类曾经占领过月球的唯一证据只不过是几面旗帜、三辆漫游者、十几个相机和 96 袋人类排泄物。我们承诺的月球基地到底发生了什么?


我们今天所做工作的一个重大目标是确保这不是标志和脚印,然后它会再次被取消。


    我们想打下基础,让这成为一个不可避免的前进过程,我们不会像过去 50 年那样,花 50 年时间不再探索近地轨道以外的地方。


    而且,到目前为止,该计划正在实施。第一个无人驾驶阿尔忒弥斯任务在太空飞行近四个星期后于2022 年 12 月返回地球。它飞越了月球,证明了猎户座太空舱、航天局 (Esa) 服务舱和在途中发射它的巨型 SLS 火箭的能力。将于 2024 年将第一批宇航员送入月球轨道,而在 期间的十年中期,两名宇航员将在月球南极附近着陆。其中至少有一位是女性。


    最后一次阿波罗任务的机组人员在月球表面度过的时间是迄今为止所有宇航员中最长的:总共 75 小时。将其比作一次野营探险——他们在紧凑型着陆器内的吊床上吃饭和睡觉,然后穿上宇航服前往外面。相比之下,阿尔忒弥斯 III 号的宇航员计划在月球上停留大约一周,他们可以期待更多的居家舒适感——以及更多的空间。


    他们将使用的着陆器由 Elon Musk 的 SpaceX 提供,并基于他的 Starship 概念,最初的设想是将 100 人运送到火星。月球上应该有足够的空间用于实验室、用于月球车的存储空间,甚至还有床、厨房和卫生间等一些居家舒适设施。


    无论 Artemis III 着陆器的最终规格如何,在随后的任务中,宇航员都将在月球上生活更长时间并进行更深入的探索。这很可能涉及他们使用他们的宇宙飞船作为基地,并在加压的月球车中四处旅行——移动的栖息地在月球表面滚动。


    要获得月球上的射程,你需要移动系统,机组人员步行不能走得很远。我们想做的科学是在月球周围的很多地方,目标是建立能够进行长达一个月或更好的远足的系统。


    但是你待的时间越长,风险就越大。


    你正在应对三大挑战——辐射、极端温度和陨石撞击。在地球上,厚厚的大气层和环绕地球的磁泡(称为磁层)保护我们免受这些最坏影响。


    在月球上,你暴露在危险得多的剂量水平的太阳辐射和宇宙射线中,温度范围从白天的 100 摄氏度(212 华氏度)到晚上的 -180 摄氏度。然后,你需要做的就是看着月球,你会看到它的陨石坑;它不断受到微陨石撞击,随着时间的推移,这基本上会烧蚀和损坏表面上的任何东西。”


    没有从地球上带来庞大且昂贵的栖息地,而是更喜欢在陆地上生活。如果你看看我们的文明史,每次我们搬到一个新的地方,一个新的大陆时,我们都会环顾四周寻找那里有什么资源,我们用它们来维持自己。这就是我们在全球扩散的方式。


    虽然月球的自然资源不是很明显——它没有任何植被、食物或自来水——但它确实有一些矿产资源、阳光和水冰。


    如果你真的想长期这样做,我们需要充分利用我们带来或提取的每一种资源,


    如果你有废热,就利用这些热能……如果你在试图制造氧气时有废金属,就使用金属……如果你有废金属,就使用废金属。你不想把东西弄脏!


    月球尘埃或风化层——变成砖块。


    我跟人们开玩笑说我想在月球上建一座砖厂。最初每个人都会说,‘这太疯狂了’,但随后他们开始思考并解决问题。


    航天局现在已经开发出几种制造月球砖的方法,并试验了与月球风化层具有相似特性的尘埃。一种方法,涉及一面巨大的镜子和一系列放大镜来聚焦阳光。来自光的热量被用来融化灰尘,这些灰尘可以分层堆积——一个用于月球灰尘的 3D 打印机。


    欧空局的科学家和工程师还通过在太阳能烤箱中加热灰尘并用微波轰击风化层来制造砖块。事实上,他们正在变得非常擅长。


    根据我们的估计,没有什么大不了的事情发生,几万年来人们一直在砌砖,难的是在另一个世界上做。这就是下一步。未来的一个想法可能是实验性的外星砖匠。


    如果成功,那么砖块可以用来建造整个月球结构——可能是包裹充气模块或重新利用报废的着陆器。那么,这是否意味着宇航员有一天需要掌握砌砖技能?


    但我认为它可能会是一个小型自动系统,也许会使用机器人以协作的方式一起工作,但也许人类可能会在某个时候参与进来,就像建筑工地的工头一样。


    但即使他们有机器人来建造家园,也不要想象宇航员会过上奢侈的生活。这会很舒适。我见过一些设计,其中居住区以不同的方式堆叠,或者有多功能区域,不会有太多隐私。


    正在制定从月球冰中提取水和从太阳能发电厂发电的计划。


    在未来 10 年内建造月球村,但相信在未来十年内我们至少将拥有人类在月球上生活和工作的基本基础:“我认为我们将拥有永久性基础设施,可重复希望每年都有任务发生,我们应该有很多能力去探索不同的地区。





    源:BBC


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