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嫦娥五号将于年底前发射,中美为何竞相探月?目标直指月球资源

2020-09-25  茂林之家

“明月出天山,苍茫云海间”。古往今来,人类眼中的月球美丽而神秘。即便抛却浪漫的情怀,从纯天文学的角度,月球也是意义非凡,是探索宇宙,甚至星际旅行的第一站。月球是属于全人类的,但月球上的资源却未必,很可能“先到先得”,这不,NASA局长吉姆·布里登斯廷就把从月球开采矿藏比喻成从大海里钓金枪鱼,谁钓着就算谁的。

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开采月球资源

这是一句赤果果的大实话,将美国独霸太空资源的野心暴露无遗。月球上的宝贵资源真的会被美国独吞吗?放眼天下,未来真正有能力在太空里挑战美国的,恐怕也只有中国航天了。而我国航天界确实也看上了月球,探月工程稳步推进,嫦娥五号也将于2020年底前发射,甚至提出了相应的月球采矿计划。将来鹿死谁手,就得凭实力说话!月球上的资源为什么这么有诱惑力,让各国都摩拳擦掌,试图分一杯羹呢?因为月球上蕴藏着一种东西,几乎是人类文明未来的希望。

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2020中国航天大会公布的载人登月初步方案

太阳风吹来的宝藏

与地球一样,月亮也是一颗岩石星球,拥有许多矿产资源,比如铁矿,但其中最令人瞩目的,当属一种名为“氦3”的物质,是未来使用聚变能源的希望所在。

我们知道,核聚变可以释放出大量的能量,大到太阳,小到氢弹,都是在利用聚变能。在太阳内部,四个氢核聚变成一个氦4,这种聚变反应释放的能量最多,但是条件过于苛刻,人工几乎无法实现。而氢弹则是氘氚聚变,相对比较容易实现,但能量释放较少,还会产生大量额外的高能中子,带来很多放射性的问题,氚也不是那么易得。而氘和氦3的聚变,释放能量比氘氚聚变更多,而且没有中子生成,非常的干净,因此被科学家寄予厚望。

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氘与氦3聚变,生成氦4和一个质子

但氦3在地球上的储量非常稀少,仅有约0.5吨,因为氦3是太阳聚变过程的一个中间产物,被太阳风带到太阳系的其它行星。由于地球受到大气层和磁场的保护,绝大部分太阳风粒子都被拒之门外,氦3也一样。但月球既没有大气层,也没有磁场,地质活动也很平静,在经历了太阳风几十亿年的吹拂后,在月壤中就积累了大量的氦3。

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地球磁场挡住了太阳风

根据阿波罗登月时对月壤中氦3含量的分析,月球上氦3的总储量超过了100万吨,用作核聚变的话,以目前的能源消耗量,可供人类用上一万年。而我国玉兔火星车对月壤厚度的测量结果表明,月球氦3的储量很可能还被低估了。巨大的氦3储量,在被化石燃料搞得焦头烂额的今天,对地球上的大国是一个致命的诱惑,想不动心是不可能的,并且都已经有所行动。

美国重返月球决心已定

作为地球上唯一一过曾经登月的国家,美国在开发月球方面有着得天独厚的优势,技术能力和实践经验无人可比。目前,NASA已经提出了在2024年送宇航员重返月球的计划,被称为“阿尔忒弥斯”计划。该计划非常宏大,包括几个关键部分:

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SLS太空发射系统巨型火箭

首先是强大的运载工具,即运载能力堪比土星五号的超级火箭——SLS太空发射系统。虽然屡次跳票,但仍在全力推进。然后就是载人登月飞船,即已经进行了大量实验的“猎户座”大型宇宙飞船。除了上面两者之外,阿尔忒弥斯计划的另一个重头戏就是“门户”号月球轨道前哨空间站。门户号将在环绕月球长期运行,可供宇航员居住,为登月和返回提供物资和技术保障,作用非常巨大。

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猎户座飞船与门户号前哨站对接

如果说冷战时期的阿波罗登月是为了压倒苏联的话,这次要重返月球,绝不仅仅是为了政治上的意义,一定是经过深思熟虑的,其中对月球上宝贵资源的掌控,会是其中一个重要因素。以NASA现在的能力和决心,它要想登月是一定可以成功的,并且还会在时间点和规模上长期处于领先地位。

虽然1967年的《外层空间条约》规定:月球和其他天体不能被任何国家据为己有。但人马君相信这肯定束缚不住美国攫取资源的野心,NASA局长的表态,已经让世人心里都跟明镜一样了。

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阿波罗登月的壮举仍然领先世界

中国探月工程后来居上

现在的地球上,在苏联解体后,除美国外对探月最积极且最有进展的也就是中国了。与印度、以色列等国的小打小闹相比,中国探月工程明显是有步骤有规划,循序渐进,目标远大。嫦娥一号到四号的成功,已经积累了相当多的经验,而嫦娥五号的“绕、落、回”一旦实现,将使中国超过苏联,成为在探月历史上仅次于美国的选手。

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嫦娥五号将实现“绕、落、回”

在运载工具方面,长征五号的地月转移轨道能力已经达到了8吨,只要不载人,无人登月再返回也是可以随便玩的,但载人登月就心有余而力不足了。传说中的长征九号,直接对标土星五号或SLS,难度极高,短期内实现的可能性小。另一款较小的921火箭相对容易,地月转移轨道运力也达到25吨,根据2020中国航天大会的信息,有可能先于长九推出,实现载人登月的突破。但要想实现对月球资源的开采利用,长九这种超级火箭是绕不过去的。

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921显然已取代长九,成为当下首要发展目标

中国载人航天工程原副总指挥张育林曾建议,我国要想方设法利用月球资源,可探索建立以空间站为太空港的可重复使用地月空间运输体系,构建消费主体在地球表面、工业设施在地球静止轨道、原材料主要来源于月球的发展体系。说白了,就是在月球上采矿,送到地球静止轨道上的工厂里生产,再返销地球的模式,窃以为比NASA想的更远,更合理。

马斯克的力量不容忽视

在开发月球的竞赛中,还有一股力量不容忽视,那就是以马斯克的SpaceX为代表的私营航天企业。《外层空间条约》里完全没有提及私人企业,理论上马斯克可以以个人的名义占据月球,而随着星舰试验渐入佳境,他确实已经渐渐有了这样的实力。

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星舰原型机跳跃测试成功

超重猎鹰火箭和星舰的组合,运载能力不逊于SLS,还能够重复使用,成本低廉,如果纯算经济账,如果NASA把重返月球的大任交给SpaceX,没准儿进展的可能还会更顺利一些。而NASA确实也与SpaceX签订了利用龙飞船向“门户”号前哨站运送物资的合同。

众所周知,马斯克的雄心是建立火星城市,但这不代表他会放弃月球的资源,未来SpaceX一定会在开发月球上扮演重要角色。

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星舰从月球基地起飞

结语

今天人马君说这些,是感觉到了一丝紧迫。现在我们在地面上安居乐业,但也许过上几十年,下一次工业革命的风潮,就会取决于探月这种航天事业的进步和发展。在这种技术和经济实力的强较量中,掉队者失去的,可能不止是一些资源那么简单。嫦娥五号发射在即,衷心希望它能成功,我们的未来也许就藏在长征火箭一次次坚实的步伐中!

#科学燃计划##嫦娥五号2020年底前发射##美声称月球采矿如钓金枪鱼#


@人马座A,科普界的包打听!

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