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载2009年7月17日《第一财经日报》

在“月球村”里安居乐业?

CBN记者 陈琳

 

 “地球是人类的摇篮,但人类不会永远生活在摇篮里,”如果人类探月的进展非常顺利,俄国的“火箭之父”康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin E.Tsiolkovsky)的断言就会成真——2020年之后,月球上突然迎来了第一批地球移民,一个“地球村”初现规模。这个表面凹凸不平、无风无水、万籁俱寂、冷热剧变的荒漠突然热闹了起来。面对月球上种种恶劣的自然环境,人类移民不得不用尽各种科学技术,让“月球村”的生活过得滋润一些。

与机器人共创家园

  “人类到月球上将使用机器人来帮助做很多事情,比如运输石头、传送资源等。”奥地利宇航员弗朗兹·维埃沃克(Franz Viehb?ck)认为,随着人工智能技术的发展,月球上的人类移民的生活将和机器人紧密联系在一起。
  由于月球是个不毛之地,月球移民大部分的时间将在刚建立的月球基地里,远程遥控技术指挥他们的机器人外出工作。从表面上来看,这些机器人和地球上的同类没有什么区别。有的机器人具有明显的人类特征,它们能听懂能够完全听懂人类微妙的语言,贴心地为主人操持家务琐事。有的则身强力壮,手臂灵活,像勤恳地建筑工人那样为人类建立起一个一个生活区、商业区、工业区、农业区,以及发射场、着陆回收场,乃至月—地交通运输和移民区内的交通运输区,根据美国天体技术公司和卡耐基梅隆大学机器人学院研究的最新成果,一个割草机差不多大小、重300磅左右的机器“工程师”可以在六个月内完成一座月球基地的建设。有的则是科学家们的得力助手,在月球上,氦-3元素的总储量大约为100万吨,在热核聚变反应过程中,氦-3与重氢发生热核聚变,可以大大降低热核聚变反应堆的放射性危害,因此这种元素有可能成为21世纪热核聚变能的宝贵原料。而月球上的氦-3十分容易开采,只要把月球土壤加热,氦-3元素就会从土壤缝隙中释放出来。这些机器人能够按照科学家的指示,自动采集科学样本,对数据进行分析,自行判断研究结果,帮人类完成核能试验。
  当然,这些机器人比地球上的机器人具有更强的“生存能力”,这些机器人不怕辐射伤害,它们身上的纳米超导材料能够轻松对抗月球上瞬间高达300摄氏度的温差。另外,由于月球上的能源有限,这些机器人只能自己摄取光能和太阳能,当作“食物”。它们也不需要各种生活照料,人类只要定期对它们身上的零部件进行修理、更换,就可以对它们重复利用。这些机器人成为“月球村”不可或缺的角色。

比地球更环保的生活

  在月球上生活,人类不但要适应失重的环境,同时还必须面对辐射、温差剧烈、缺氧缺水的威胁,因此,居所成了人类在月球上生活至关重要的保护伞。由于没有大气圈的保护,月球经常受到小的陨星体和彗星及其碎块的频繁轰击以及太阳风粒子和其他射线的强烈辐射,几平方厘米之内的温差就高达300度。
  “‘月球村’里的房子必须比地球建筑更加坚固,不但要抗震、防辐射,还能在零下170摄氏度到零上100度的温差下,保持正常室内温度。屋内装饰就像现在国际空间站中的生活舱,人类长期独居其中也不会出现心理问题。”俄罗斯探月计划设计者、科尔德什科研中心研究室主任维塔利·谢苗诺夫(Виталий Semenov)所描述的月球建筑,已经出现,并且它还能自己自足。
一个由科学家、工程师和研究生组成的国际小组设计了一个名为“月神盖亚”(Luna Gaia)的月球基地,引起了NASA的注意。为了减少航天员受到的辐射,“月神盖亚”修建在环形山里面。十几个直径100英尺的镜子安装在环形山的边缘。沐浴阳光的镜子,将光线汇聚到一水源处,水变成蒸汽推动涡轮机,为“月神盖亚”提供电力。而“月神盖亚”本身由十几个维克特拉材质制成的充气登月舱组成,维克特拉是一种柔韧性很好的材料,比先发明的凯夫拉尔纤维更加耐用。按照功能,这些舱室被分为蔬菜温室、养鱼池、住宅舱、实验室、健身房。其中种植蔬菜的温室是透明的,里面有用营养液培植的小麦和菠菜和马铃薯。拥挤的养鱼池有大量的罗非鱼,这种鱼的蛋白质含量极为丰富,可以满足月球移民的营养需求。而住宅舱、实验室、健身房将用一层风化土或称月球土覆盖,以避免太阳辐射。
  而“月神盖亚”能够自给自足的最大秘密就在于,它能够循环利用每一件东西,其中包括移民们的排泄物。移民们的尿液通过一个离子交换过滤器,清除出污染物,然后再进入藻类容器,藻类将它们全部“喝光”,释放出蒸汽,循环系统利用冷凝器收集这些水后,一部分被输送到宇航员的住处,用作洗漱,一部分通过进一步净化,变成饮用水。移民们的粪便则被几种不同的细菌将分解成水、矿物和铵。这些材料转化成营养丰富的肥料后,用来浇灌蔬菜、藻类,也可以用来喂鱼。而蔬菜、藻类和鱼最终又成为移民们餐桌上的美味佳肴。
“这是设计月球基地的一个很好的模型。”NASA艾姆斯研究中心的物理学家威廉· 马绍尔(William R. Marshall)这样评价“月神盖亚”。据测算,“月神盖亚”自给自足程度达到90 %到95%,很可能成为未来月球基地的雏形。

“月球村”只是跳板

  要实现大规模的太空移民必须解决环境改造技术瓶颈。按照科学家们的理解,月球并不是人类理想的安乐之所。“月球是一块绕着地球转的大石头,它的环境是不能改造的。月球的质量和体积比起地球来说太小,哪怕你放很多空气上去,它抓不住,统统跑掉了,仍然是真空状态。”我们月球探测首席科学家、中国科学院院士欧阳自远说:“月球绝对不是一个理想的、可以大量移民的地区。现在没有一个科学家赞成在月球上大量地建城市、移民。”
  上海交通大学科学史系主任江晓原则认为:“从自然条件来说,火星与金星是太阳系中自然环境最接近地球的两颗行星,比月球更适合移民。”实现太空移民的另一个重要条件是降低航行器的成本,但更重要的是,必须首先解决速度问题。离地球最近的恒星都有好几光年,目前的飞行器速度和光速差得太远了。目前的速度,决定了人类只能在太阳系内进行太空移民地的选择。事实上,无论是月球还是火星,或者太阳系内的任何一颗行星,其自然环境都是无法跟地球相比拟的,都不是人类移居的最佳选择。江晓原说:“人类应该进入别的恒星系。最好是找到一个自然环境与地球很相似的行星。”虽然是小概率的事件,却并非不可能。如果人类真的那么好运,找到另一个地球,那么人类需要祈祷的是,那颗星球上最好是没有智慧生物。“不然,移居便成为侵略了。”




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