歐洲航天局最近有一個(gè)新的“大動(dòng)作”

自從1972年美國(guó)阿波羅登月計(jì)劃結(jié)束后，再也沒(méi)有人登上過(guò)月球，但在探索登月的道路上，人類從未停止過(guò)腳步。不，歐洲航天局最近有一個(gè)新的“大動(dòng)作”。

他們將與德國(guó)航天中心(DLR)合作，在科隆的歐洲航天局航天中心新建一個(gè)模擬月球土壤和月球棲息地的項(xiàng)目，作為測(cè)試探月技術(shù)的“訓(xùn)練場(chǎng)”，模擬的環(huán)境將盡可能精確地還原月球表面。

該設(shè)施名為“LUNA”，占地面積超過(guò)1000平方米，有望成為有史以來(lái)最大的月球模擬項(xiàng)目。

“我希望在退休前展示我的技能。技術(shù)上，我相信在月球上行走是可行的?！?8歲的德國(guó)歐洲宇航員馬蒂亞斯莫伊雷爾非常樂(lè)觀。他是這個(gè)百萬(wàn)歐元項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理。

人類進(jìn)入深空的“中轉(zhuǎn)站”

月球是距離地球最近的天體，距離地球38萬(wàn)公里。它礦產(chǎn)資源豐富，人類要去更遙遠(yuǎn)的深空。月球是不可避免的“中轉(zhuǎn)站”。

在阿波羅計(jì)劃之后，對(duì)月球的探索一度陷入停滯，不僅在美國(guó)，在世界上大多數(shù)國(guó)家也是如此。主要原因是成本很高，但是短時(shí)間內(nèi)很難得到任何好處。此外，許多國(guó)家認(rèn)為，與其他緊迫的問(wèn)題相比，登月似乎并不那么緊迫。

去年12月，美國(guó)簽署太空政策指令，宣布重返月球，并承諾“將NASA從近地軌道的后勤活動(dòng)中解放出來(lái)，轉(zhuǎn)而專注于太空探索”，對(duì)月球的探索再次升溫。從那以后，美國(guó)宇航局鼓勵(lì)私營(yíng)公司加快著陸技術(shù)的發(fā)展，并計(jì)劃在未來(lái)五年申請(qǐng)數(shù)十億美元的財(cái)政支持。

今年10月，歐洲空客防務(wù)航天公司聯(lián)合美國(guó)藍(lán)色起源公司發(fā)起“月球競(jìng)賽”，鼓勵(lì)全球月球愛(ài)好者設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)可持續(xù)探月關(guān)鍵技術(shù)。

“經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，世界各國(guó)都深刻認(rèn)識(shí)到了月球的價(jià)值，探月的熱度又回到了過(guò)去?！敝袊?guó)科協(xié)月球與深空探測(cè)國(guó)家科學(xué)傳播首席專家、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員鄭永春對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示，與上世紀(jì)六七十年代因“太空競(jìng)賽”而掀起的探月高潮不同，今天的行為會(huì)更加理性?！耙环矫?，我們更了解月球的各方面特征；另一方面，更重要的是我們利用月球，這也是月球基地建設(shè)的目標(biāo)和方向?！?

人類未來(lái)的目標(biāo)是登陸火星，火星到地球最近的距離是5500萬(wàn)公里。鄭永春說(shuō)，雖然空間站建設(shè)基本成熟，但月球由于壽命有限、維護(hù)成本高，是理想的中轉(zhuǎn)站和檢驗(yàn)各種載人航天技術(shù)成熟程度的訓(xùn)練場(chǎng)?！皼](méi)有38萬(wàn)公里的演習(xí)，我們無(wú)法進(jìn)一步深入深空”。

建月球基地怎么辦？

月球基地是人類在月球上工作、生活和進(jìn)行科學(xué)研究的區(qū)域。目前，月球基地建設(shè)仍處于探索研究階段，主要探測(cè)任務(wù)集中在“觀天、觀地、測(cè)月”。

觀察天空意味著探索宇宙。月球上沒(méi)有大氣層，所以我們可以獲得更高清晰度的天文圖像。此外，與地球相比，月球的地質(zhì)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，有利于精確的天文觀測(cè)?！疤貏e值得一提的是，月球有兩大優(yōu)勢(shì)：一是月球南北兩極永久陰影區(qū)溫度極低，部分地區(qū)僅比絕對(duì)零度高20至30攝氏度，可用于紅外天文觀測(cè)；第二，月球背面是一個(gè)罕見(jiàn)的安靜區(qū)域。沒(méi)有任何人為的無(wú)線電噪聲干擾，它將能夠更靈敏地監(jiān)測(cè)來(lái)自宇宙深處的微弱電磁信號(hào)?！编嵱来赫f(shuō)。

看地面，也就是觀察地球。目前，科學(xué)家們擁有各種高分辨率衛(wèi)星，但由于距離較近，很難看到地球的全貌。月球上的觀測(cè)站可用于全球大尺度觀測(cè)，如地殼結(jié)構(gòu)的波動(dòng)、地球表面植被的變化和大氣中的成分等。

測(cè)量月球就是研究月球本身?？茖W(xué)家認(rèn)為，地球和月球原本是同源的，是大碰撞形成的兩個(gè)天體，有很大的相似性。以月球?yàn)閰⒄?，人類可以更好地了解地球的歷史和“滄?！?。

未來(lái)要在月球上長(zhǎng)期生存，如何在當(dāng)?shù)乩迷虑虮旧慝@取人類生存所必需的資源，也是月球基地建設(shè)中需要解決的重要問(wèn)題。

首先是來(lái)自水的挑戰(zhàn)。十年前，科學(xué)家們?cè)谠虑驑O地發(fā)現(xiàn)了固態(tài)凍結(jié)水的痕跡，但他們不確定它有多厚，是與土壤混合還是以月球表面冰的形式存在?？臻g研究組織預(yù)計(jì)明年發(fā)射的“月川二號(hào)”探測(cè)器和俄羅斯預(yù)計(jì)2022年發(fā)射的“岳躍27號(hào)”探測(cè)器都是針對(duì)這些問(wèn)題。

“月球上豐富的鈦鐵礦資源在一定條件下可以被氫氣還原，反應(yīng)生成的水很可能會(huì)成為人類建造月球基地獲取水資源的重要途徑?！敝劣诓捎媚姆N方法，中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所研究員劉建中表示，應(yīng)該計(jì)算性價(jià)比。

對(duì)糧食收購(gòu)的探索也有了新的思路。在月球上，宇航員將在由白色和紅色發(fā)光二極管燈照亮的水中種植。

物，進(jìn)而調(diào)整改變植物的礦物質(zhì)和維生素成分組成。但這些成分如何變化、因何變化、最佳的種植環(huán)境等有待進(jìn)一步研究。

值得關(guān)注的是，月球粉塵是一個(gè)不起眼卻殺傷力極強(qiáng)的威脅。月球粉塵非常精細(xì)和鋒利，同時(shí)由于帶有電荷而具有非常大的粘力，不僅干擾工作，也會(huì)有致命危險(xiǎn)。在歐洲航天局所建設(shè)的“LUNA”設(shè)施中，研究人員用4500萬(wàn)年前艾費(fèi)爾火山爆發(fā)產(chǎn)生的火山粉末制造月球塵埃替代品，希望更逼真地還原月球表面，推進(jìn)問(wèn)題的解決。

商業(yè)航天助推技術(shù)升級(jí)

探月工程周期長(zhǎng)、投資費(fèi)用高昂、技術(shù)難度大。毛雷爾表示：“如果沒(méi)有商業(yè)參與, 這將需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。”

今年9月18日，美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)宣布，將于2023年把私人乘客送入月球軌道。收藏家、企業(yè)家前澤友作買下了首座飛船的所有座位，將帶著畫(huà)家、導(dǎo)演、音樂(lè)家等6到8名頂級(jí)藝術(shù)家共同開(kāi)啟繞月之旅。

“如果實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明商業(yè)航天公司是有技術(shù)能力的，將在建設(shè)月球基地方面發(fā)揮獨(dú)特作用。”鄭永春說(shuō)。

商業(yè)航天是未來(lái)航天事業(yè)發(fā)展的藍(lán)海。越來(lái)越多的私人企業(yè)進(jìn)入航天產(chǎn)業(yè)鏈條中，在不同領(lǐng)域發(fā)力。諸如為國(guó)際空間站提供貨物運(yùn)輸服務(wù)的SpaceX公司、為普通人提供太空旅館的比格羅宇航公司、研制小型運(yùn)載火箭的中國(guó)商業(yè)火箭創(chuàng)業(yè)公司“藍(lán)箭”和“零壹空間”……

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年，太空產(chǎn)業(yè)收入達(dá)3480億美元，與化妝品行業(yè)的收入相差無(wú)幾，預(yù)計(jì)2040年可能增至1萬(wàn)億美元。

自2007年開(kāi)始，美國(guó)宇航局開(kāi)始自我革命，將逐步退出低軌道商業(yè)航天發(fā)射和運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)，將這些具有潛在商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值的領(lǐng)域讓位于私人航天公司。

“哪怕不是建立月球基地，只是做月球旅行，或是在月球上設(shè)置一些科研設(shè)施，都會(huì)研發(fā)一些成本低廉、安全性高的新技術(shù)，推動(dòng)人類探月事業(yè)的發(fā)展。”鄭永春表示，商業(yè)航天的優(yōu)勢(shì)在于極強(qiáng)的利益驅(qū)動(dòng)、敢于試錯(cuò)、技術(shù)更新迭代快，有助于技術(shù)進(jìn)步。

同時(shí)，他也提到，商業(yè)航天發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題是要找到一個(gè)可持續(xù)的商業(yè)模式，“由于高風(fēng)險(xiǎn)、高投入，一旦失敗，找不到回報(bào)的路徑，企業(yè)就很難持續(xù)下去”。