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揭秘中国未来月球基地工作人员衣食住行细节

北京时间2019年1月3日,中国嫦娥四号着陆器成功降落在月球背面,并释放玉兔二号月面巡视器对撞击坑内部环境展开探测。

2019年1月30日20时39分,嫦娥四号着陆器接受光照自主唤醒。此前,“玉兔二号”巡视器于29日20时许完成自主唤醒。两器在月球背面成功经受极低温环境考验,安全度过首个月夜,将按计划继续开展第二月昼工作。

嫦娥四号探测器着陆月球背面(图源:新华社)

嫦娥四号任务圆满成功。那么,未来的嫦娥探月工程会往什么方向发展?月球基地预计在何时开始建造?中国人第一次登上月球表面会是哪儿?

据2月1日报道称,建造月球基地应该说在不远的将来一定会实现,保守估计最快会在2040年前出现。

月球基地的建造有两种途径,第一种是马斯克式的多舱连接模式,采用多个刚性舱在月面软着陆的方式部署,然后连接到一起形成一个月面生活区。

该方法与组装国际空间站有点类似,在地面上制造完成,再通过运载火箭送到月球表面。随着运载火箭实现可重复使用,成本也不至于不可接受。刚性舱在月面组装可快速组装出一个月球基地,可提供3名至6名宇航员驻留,满足宇航员的生活和工作。

第二种则是就地取材,与第一种自带干粮的方式不同,需要开采月面矿石、尘土作为原材料,然后通过一定的加工变成可利用建筑原料,再进行建造。

这种方式可大规模建造基地群,形成一个大型月面基地,可为更多宇航员、科研人员提供生活和工作的环境。就地取材模式开局需要有月面挖掘机、类似搅拌机等的机械,才能利用月面矿石,对技术要求较大,一次性投入也不见得会低,只有大规模建造月球基地之时,成本效应才会得到体现。

欧洲空间局在2013年就提出了利用月球表面矿石作为月球基地建造的构想,借助3D打印技术在月球表面建造基地,相关技术的研发也取得了一些进展。美国宇航局在嫦娥四号任务期间提出对扬起的月尘进行轨道探测,也是着手建立撞击坑的矿物数据,丰富他们的数据库,为月球基地的选址提供依据。

阿波罗计划登月期间,登月舱总质量为14.69吨,国际空间站每个功能舱也差不多10多吨的质量。从技术上看,人类具备了在月面组装一个月球基地的基本条件,目前缺的就是像土星五号这样的大型火箭。

月球基地建立之后,当然需要宇航员进行照料,与现在的国际空间站运行模式基本相似。除了维持月球基地运行之外,还要有科学家进行各种实验,这样月球基地的用途才会发挥出来。那么有人,就要有吃喝拉撒等正常代谢过程,月球基地的食物供应、废弃物处置现在都已经解决,国际空间站上都有现成的技术和方法可以参考。唯一不同的是,月球基地一旦规模增加,那么驻月的宇航员、科学家就多了,就不能总是自带干粮了,需要在月球表面实现自主自给。

月球上已经发现了水分子、水冰物质,一些水冰位于撞击坑的永久阴影区。美国科罗拉多矿业学院还提出了一种加热开采月球水资源的方法:将太阳风反射到这些永久阴影区,将水冰转换为水蒸气再收集起来。原理虽然简单,但是操作起来可能比较麻烦,近期应该无法实现。

除了生命必备的水外,驻月人类的食物也可以在月球上进行种植,不过要实现起来可能难度更大,因为国际空间站现在还是靠地面进行食物补给,水资源可以在一定程度上已经实现了循环。毕竟建立一个生态系统非常困难,生物圈二号的失败就是一个案例,也提醒人类要保护好地球。

在未来20年内,比较有可能实现的月球基地应该是多个刚性舱连接的基地,规模不大,适合3名至6名宇航员短期驻月,同时配备一个月球轨道空间站,用于人员转换和紧急救援。

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