“明月出天山,蒼茫云海間”。古往今來,人類眼中的月球美麗而神秘。即便拋卻浪漫的情懷,從純天文學的角度,月球也是意義非凡,是探索宇宙,甚至星際旅行的第一站。月球是屬于全人類的,但月球上的資源卻未必,很可能“先到先得”,這不,NASA局長吉姆·布里登斯廷就把從月球開采礦藏比喻成從大海里釣金槍魚,誰釣著就算誰的。
開采月球資源
這是一句赤果果的大實話,將美國獨霸太空資源的野心暴露無遺。月球上的寶貴資源真的會被美國獨吞嗎?放眼天下,未來真正有能力在太空里挑戰(zhàn)美國的,恐怕也只有中國航天了。而我國航天界確實也看上了月球,探月工程穩(wěn)步推進,嫦娥五號也將于2020年底前發(fā)射,甚至提出了相應的月球采礦計劃。將來鹿死誰手,就得憑實力說話!月球上的資源為什么這么有誘惑力,讓各國都摩拳擦掌,試圖分一杯羹呢?因為月球上蘊藏著一種東西,幾乎是人類文明未來的希望。
2020中國航天大會公布的載人登月初步方案
與地球一樣,月亮也是一顆巖石星球,擁有許多礦產資源,比如鐵礦,但其中最令人矚目的,當屬一種名為“氦3”的物質,是未來使用聚變能源的希望所在。
我們知道,核聚變可以釋放出大量的能量,大到太陽,小到氫彈,都是在利用聚變能。在太陽內部,四個氫核聚變成一個氦4,這種聚變反應釋放的能量最多,但是條件過于苛刻,人工幾乎無法實現。而氫彈則是氘氚聚變,相對比較容易實現,但能量釋放較少,還會產生大量額外的高能中子,帶來很多放射性的問題,氚也不是那么易得。而氘和氦3的聚變,釋放能量比氘氚聚變更多,而且沒有中子生成,非常的干凈,因此被科學家寄予厚望。
氘與氦3聚變,生成氦4和一個質子
但氦3在地球上的儲量非常稀少,僅有約0.5噸,因為氦3是太陽聚變過程的一個中間產物,被太陽風帶到太陽系的其它行星。由于地球受到大氣層和磁場的保護,絕大部分太陽風粒子都被拒之門外,氦3也一樣。但月球既沒有大氣層,也沒有磁場,地質活動也很平靜,在經歷了太陽風幾十億年的吹拂后,在月壤中就積累了大量的氦3。
地球磁場擋住了太陽風
根據阿波羅登月時對月壤中氦3含量的分析,月球上氦3的總儲量超過了100萬噸,用作核聚變的話,以目前的能源消耗量,可供人類用上一萬年。而我國玉兔火星車對月壤厚度的測量結果表明,月球氦3的儲量很可能還被低估了。巨大的氦3儲量,在被化石燃料搞得焦頭爛額的今天,對地球上的大國是一個致命的誘惑,想不動心是不可能的,并且都已經有所行動。
作為地球上唯一一過曾經登月的國家,美國在開發(fā)月球方面有著得天獨厚的優(yōu)勢,技術能力和實踐經驗無人可比。目前,NASA已經提出了在2024年送宇航員重返月球的計劃,被稱為“阿爾忒彌斯”計劃。該計劃非常宏大,包括幾個關鍵部分:
SLS太空發(fā)射系統巨型火箭
首先是強大的運載工具,即運載能力堪比土星五號的超級火箭——SLS太空發(fā)射系統。雖然屢次跳票,但仍在全力推進。然后就是載人登月飛船,即已經進行了大量實驗的“獵戶座”大型宇宙飛船。除了上面兩者之外,阿爾忒彌斯計劃的另一個重頭戲就是“門戶”號月球軌道前哨空間站。門戶號將在環(huán)繞月球長期運行,可供宇航員居住,為登月和返回提供物資和技術保障,作用非常巨大。
獵戶座飛船與門戶號前哨站對接
如果說冷戰(zhàn)時期的阿波羅登月是為了壓倒蘇聯的話,這次要重返月球,絕不僅僅是為了政治上的意義,一定是經過深思熟慮的,其中對月球上寶貴資源的掌控,會是其中一個重要因素。以NASA現在的能力和決心,它要想登月是一定可以成功的,并且還會在時間點和規(guī)模上長期處于領先地位。
雖然1967年的《外層空間條約》規(guī)定:月球和其他天體不能被任何國家據為己有。但人馬君相信這肯定束縛不住美國攫取資源的野心,NASA局長的表態(tài),已經讓世人心里都跟明鏡一樣了。
阿波羅登月的壯舉仍然領先世界
現在的地球上,在蘇聯解體后,除美國外對探月最積極且最有進展的也就是中國了。與印度、以色列等國的小打小鬧相比,中國探月工程明顯是有步驟有規(guī)劃,循序漸進,目標遠大。嫦娥一號到四號的成功,已經積累了相當多的經驗,而嫦娥五號的“繞、落、回”一旦實現,將使中國超過蘇聯,成為在探月歷史上僅次于美國的選手。
嫦娥五號將實現“繞、落、回”
在運載工具方面,長征五號的地月轉移軌道能力已經達到了8噸,只要不載人,無人登月再返回也是可以隨便玩的,但載人登月就心有余而力不足了。傳說中的長征九號,直接對標土星五號或SLS,難度極高,短期內實現的可能性小。另一款較小的921火箭相對容易,地月轉移軌道運力也達到25噸,根據2020中國航天大會的信息,有可能先于長九推出,實現載人登月的突破。但要想實現對月球資源的開采利用,長九這種超級火箭是繞不過去的。
921顯然已取代長九,成為當下首要發(fā)展目標
中國載人航天工程原副總指揮張育林曾建議,我國要想方設法利用月球資源,可探索建立以空間站為太空港的可重復使用地月空間運輸體系,構建消費主體在地球表面、工業(yè)設施在地球靜止軌道、原材料主要來源于月球的發(fā)展體系。說白了,就是在月球上采礦,送到地球靜止軌道上的工廠里生產,再返銷地球的模式,竊以為比NASA想的更遠,更合理。
在開發(fā)月球的競賽中,還有一股力量不容忽視,那就是以馬斯克的SpaceX為代表的私營航天企業(yè)?!锻鈱涌臻g條約》里完全沒有提及私人企業(yè),理論上馬斯克可以以個人的名義占據月球,而隨著星艦試驗漸入佳境,他確實已經漸漸有了這樣的實力。
星艦原型機跳躍測試成功
超重獵鷹火箭和星艦的組合,運載能力不遜于SLS,還能夠重復使用,成本低廉,如果純算經濟賬,如果NASA把重返月球的大任交給SpaceX,沒準兒進展的可能還會更順利一些。而NASA確實也與SpaceX簽訂了利用龍飛船向“門戶”號前哨站運送物資的合同。
眾所周知,馬斯克的雄心是建立火星城市,但這不代表他會放棄月球的資源,未來SpaceX一定會在開發(fā)月球上扮演重要角色。
星艦從月球基地起飛
今天人馬君說這些,是感覺到了一絲緊迫。現在我們在地面上安居樂業(yè),但也許過上幾十年,下一次工業(yè)革命的風潮,就會取決于探月這種航天事業(yè)的進步和發(fā)展。在這種技術和經濟實力的強較量中,掉隊者失去的,可能不止是一些資源那么簡單。嫦娥五號發(fā)射在即,衷心希望它能成功,我們的未來也許就藏在長征火箭一次次堅實的步伐中!
#科學燃計劃##嫦娥五號2020年底前發(fā)射##美聲稱月球采礦如釣金槍魚#
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