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嫦娥奔月的迷思:有朝一日,人类会住在月球上吗?

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夜空中的一轮皓月,曾引发人类的无尽迷思。在中国有嫦娥奔月、吴刚伐桂的传说,日本的《竹取物语》中也讲述了一名叫“辉夜姬”的女子从月亮中落到人世、后又返回月中世界的故事。

当然,随着科学进步,现在人们已经知道,凯发娱凯发娱乐平台乐月球只不过是围绕地球旋转的一颗卫星,而且是一个冰冷的岩石世界,毫无生命的迹象。

那么住在月球上会是什么样子?请先想象一下——你不是在2019年,而是3000年。

在耗尽了地球上所有的自然资源后,人类开始了太空旅行,并在月球上建立了殖民地。

在月球表面,挤挤挨挨地簇拥着巨大的、密封的穹顶,穹顶之下是居住着成千上万人的城市。这块冰冷、灰暗的岩石不知怎么地,就成为了人类的新家。

尽管这在目前看来似乎很科幻,但如果没有一个外星的人类殖民地,对未来的任何设想都是不完整的。由于月球是离我们星球最近的天体,所以它最容易被想象成我们未来的家园。

但这种愿景与现实相符吗?

月球有一天会成为热门的居住地吗?在它那寒冷、寂寥的地表上,最多能有多少人共同生活呢?

简单地回答这个问题的一个方法是考虑月球的面积。

月球的表面积约占地球陆地总面积的15.9%(不包括海洋覆盖的地球面积)。从技术上讲,如果我们以地球上人口最多的城市的密度来填充这一区域,我们将能够在月球表面容纳数万亿人口。

但是,月球表面能容纳多少人,与这个星球能持续供养多少人,是两个非常不同的问题。

在这方面,月球绝对是地球的“穷亲戚”。

“这是一个相当贫瘠的地方,”亚利桑那州行星科学研究所(Planetary Science Institute)的高级科学家、马萨诸塞州曼荷莲学院(Mount Holyoke College)的天文学教授达比·戴尔(Darby Dyar)说。

“每个物种都在寻求扩大自己的生态位。但是新的‘生态位’,也就是月球,对人类来说非常不适合居住。”

呼吸所需的空气

不像在地球上,水不会像雨水一样自由地降落在月球表面,然后聚集到我们可以饮用的河流、沟壑里。

至关重要的是,月球也缺少可呼吸的空气。这颗地球的自然卫星也没有现有的生态系统,可以方便地种植农作物。

月球也很容易受到太阳风暴的影响,太阳会不定期地发出强烈电磁辐射,而没有磁场的保护,月球也无法偏转。

因此,月球上将有巨大的温差,以及长时间的昼夜交替。

所有这些情况都使“在月球上居住”看似不可能。但令人惊讶的是,事实并非如此。

事实上,人类生存的必需品——空气、水、食物和住所——在月球上并不像你想象的那样遥不可及(理论上)。

为了维持月球上最初的几百人的数量,我们必须先把空气输送到月球表面,然后把空气泵入人类居住的密封结构中。

欧洲航天局(European Space Agency)月球项目经理马库斯·兰德格拉夫(Markus Landgraf)说,这似乎是不可持续的,但在短期内,它实际上是相当划算的。

“人们不需要太多的空气,在很长一段时间内,我们将不需要在月球上制造空气。我们可以把它带来,”他说。

“运输成本仍在可控范围内。”

然而,如果人口增长到数万,我们就需要在月球上合成氧气,这是一个昂贵的过程。

但是兰德格拉夫说,未来几十年太空探索的增长可能会使这一过程变得更加经济。

兰德格拉夫说,这是因为飞船的推进需要氧气,所以如果需求上升,“在月球上建造用于火箭推进剂的氧气发生器比为人类提供饮用水和空气更有经济意义。”

这将降低生产成本,为月球上的居民提供更便宜的空气。

生命所需的水源

至于水——直到几十年前,研究人员还认为月球是完全干燥的。但现在他们知道在月球表面有数量惊人的液体散布。

“我们认为水是月球形成时留下的。我们知道,那些彗星——基本上像是脏雪球——会周期性地坠落在月球表面。”

“有很好的证据表明,那些彗星撞击过的陨石坑里仍然有冰存在。”

达比说,另一种水源来自咆哮着穿越太空的太阳风;这些带质子的粒子在月球上与电子碰撞,形成氢。

所有这些加起来,月球上有相当数量的水,也许足够维持相当数量的人口。

我们已经在国际空间站上开发了回收宇航员淋浴水、尿液和汗水中的饮用水的技术。这甚至可以利用他们呼吸中的水分。

在月球上,这项技术也可以为居民创造一个封闭的水源。

但即使回收利用,这些水的储量也不是无限的。一次又一次的循环用水确实会带来一些损失,所以储水量需要每隔一段时间就补充一次。

达比指出,更重要的是,通过粉碎月球岩石和挖掘深坑中的冰来提取月球的水,将需要巨大而昂贵的能量。

“我个人的感觉是,月球的殖民化将取决于我们能否把氢带到那里,”她说。

运输也很昂贵:根据兰德格拉夫的说法,约为每公斤22万美元左右。

如果不知道月球表面目前有多少水,也很难估计它能支持多少人。但我们至少知道,这可能足以提供一个相对可持续的水源。

无论如何,兰德格拉夫估计,月球开拓者至少在最初的5到10年里不需要开发月球的水资源;

对于首先在月球安家的十来个人来说,运输水上去并在那里循环利用水,这会比较便宜。

至于月球农业,我们可以模拟地球的生长条件,利用“几乎像生态系统一样的封闭圆顶,”兰德格拉夫说。

经过长时间的日晒和循环水的浇灌,月球农业有可能扩大到足以养活数千人。

已经有大量的研究表明在太空种植农作物是可行的。

飞向月球

关于我们如何在实践中做到这一切,仍有许多未知因素。

但从理论上讲,月球上的自然资源可以支持成千上万甚至上百万的人安家。

那么为什么我们到现在还没有殖民月球?

兰德格拉夫说,殖民月球的最大限制并不一定是自然资源的限制,而是用宇宙飞船把人送到月球的巨大成本。

更经济的做法需要大胆的技术飞跃——比如发明太空电梯。

兰德格拉夫说,如果我们有了这些,“那么我们谈论的将会是月球上成千上万的人口。”

“所以,水并不是最大的瓶颈。运输才是。”

还有一个问题,这里我们需要回归现实:目前,殖民月球实际上并不是我们的目标。

当然,我们可以把月球看作是地球上发生大灾难时的诺亚方舟。但是目前,国际航天机构并不如此认为,他们把月球看作一个研究中心,一个探索太阳系其他部分的潜在基地。

兰德格拉夫说,我们可以在南极洲暂时找到一些人类殖民月球的线索。

南极洲可能是地球上最像月球的栖息地,这里居住着大约1千到4千名研究人员,他们在寒冷干燥的环境中工作。

由于目前有不少研究在关注月球居住计划,这让我们了解到,在未来几十年里,究竟可能会有多少人真正生活在月球上:最可能的是同时几千人居住,而不是数百万或数十亿人。

根据达比的说法,随着时间的推移,即使是这样的人口数量也可能逐渐减少,取而代之的是更便宜、更高效的机器人。

“随着技术的进步,几乎没有理由真的需要派一个人去做科学研究,”她说。

然而,这并不意味着我们的月球公民梦结束了。还有一个我们时常会忽略的因素:人类对探索未知的强烈欲望。

兰德格拉夫说:“人类是少数几个总是在探索的物种之一,即使没有必要。”

“在这个进化战略上,我们非常成功。改变它有意义吗?我不这么认为。”



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