我们为什么要探月？难道是为了找到广寒宫吗？

木不铎 · 发表于 2019-1-5 01:56:06

茫茫宇宙中，作为离地球最近的地外天体，月球在人类的生活中占着极其重要的地位。在世界各地，自古以来，都有无数的神话传说诗词歌赋咏唱着月亮的故事。“嫦娥奔月”则是中国人耳熟能详的一个故事，无论老幼，大家都知道月亮上有个广寒宫，上面住着一位叫“嫦娥”的漂亮妹子，陪着她的还有一头玉兔儿，据说上面还有一株桂花树，有个叫吴刚的汉子一直在砍树，还老也砍不完。

也许会有人问“在中国还有成千上万的人没有走出贫困线时，我们为什么要去花费巨大的人力和物力去搞什么劳什子探月工程？难道是为了找到广寒宫吗？”1970年，当人类的第一次登上月球之后没多久，在赞比亚工作的玛丽·朱库达（Mary Jucunda）修女向时任NASA（美国航空航天局）的科学副总监的恩斯特·斯图林格（Ernst Stuhlinger）博士提出了一个类似的问题——“目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭，你们怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元？”

就这一尖锐的问题，斯图林格博士写了一封感情真挚的长信——《为什么要探索宇宙？》（WHY EXPLORE SPACE?）。在信中，他在表达关注饥饿问题的同时，一再重申“太空项目是科技进步的催化剂，它为学术研究工作提供了绝佳的实践机会，涵盖了对月球和其他行星的研究，还涉及到物理学和天文学、生物学和医学等诸多学科，通过这一项目，人们探索科学的激情有了用武之地，得以窥见宇宙无比瑰丽的景象，并为了推进研究工作，不断地推出新技术和新方法。”他还提到，以美国为例，太空探索项目仅仅只占政府全部预算的1.6%，即全国GDP的千分之三。随信，他还寄出了一张明信片，是1968年圣诞节时，阿波罗8号在环月球轨道上拍摄的地球的照片。并说道“在广阔无垠的宇宙中，我们的地球是如此美丽而又珍贵的孤岛，同时让我们认识到地球是我们唯一的家园，离开地球就是荒芜阴冷的外太空。”

虽然，我们不知道斯图林格博士的回信是否真的可以说服朱库达修女。但是，“太空探索不仅仅给人类提供了一面审视自己的镜子，它还能给我们带来全新的技术，全新的挑战和进取精神，以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。”

月亮，作为地球唯一的卫星，其独特的低重力环境和近乎真空的大气层，为人类进行空间观测和宇宙探索提供了理想的基地。例如，因为大气的洁净，在月球上用４０厘米直径望远镜的观测效果就相当于地球８米直径的望远镜，人们可以更好地监测地球和观测宇宙；月球引力只有地球引力的1/6，又无空气，人类从月球上发射航天器航天器无须克服空气阻力，可节省大量推进剂。氧占月球土壤含量的40%，飞向其它行星的载人航天器如能在月球上补给氧，在地面起飞时可少带6/7推进剂。

另外，月球本身的矿产资源非常丰富，不仅拥有地球上最常见的17种元素，而且稀有金属的储藏量比地球还多。初步估算月岩中的稀土元素资源量可达225-450亿吨，铀的资源量约50亿吨。玄武岩含钛铁矿可达25%（体积），矿石中富含二氧化钛近100万亿吨。月球土壤中含有丰富的氦３，这是一种比地球上核电站所用的氘原料的放射性要低得多的核材料，是核动力材料的理想资源。利用氘和氦３进行的氦聚变安全无污染，不仅可用于地面核电站，而且特别适合宇宙航行。采用氘与氦3核聚变发电，全中国只需10多吨氦3，全世界只需100多吨，就能满足每年的能源需求。据初步估算，月球上有100-500万吨氦3资源量，能够满足地球上万年的能源需求。

在比较行星学（Comparative Planetary ）领域，对于月球的地质、地球物理和地球化学等研究能够回答很多重要的问题。例如，月球的形成问题？月球的年龄与地球基本一样，均为46亿年左右。结合其他一些地球化学证据，科学家提出了“大碰撞假说”（Giant impact hypothesis），即在大约45亿年前（或太阳系形成后约2,000万到1亿年前的冥古宙），地球和一颗火星大小的天体发生撞击，残留的碎片形成了月球。这个假说目前遇到了很多挑战，需要人们在月球上发现一些更充分的证据。另外，地球因为存在频繁的地质构造运动，因此不具备月球上那种密布的陨星坑。通过研究这些陨星坑，可以对陨星与地球相撞的问题进行更好的定量研究。相比于地球，月球的外部磁场非常弱。月球磁场看起来也不是偶极的，这对于人们普遍接受的天体磁场形成的发电机理论（Dynamo Theory）也提出了挑战。所有这些谜题，都要求人们在月球乃至其他天体上开展进一步的研究工作。

距离上一次人类造访月球（1972年的阿波罗17号），已经过去了47年。由于种种原因，现在人类探索宇宙的脚步正在放缓。但此时，中国却异军突起，发起了探月工程。这一工程并非简单的重复，而是要在具体实施的过程中，突破远距离数据传输、人工智能、自动化加工、空间核电源等一系列关键新技术，涉及到诸多新领域，这些新突破又将推动一大批基础科学和应用技术的发展。现在，玉兔已经两次光临月球了。相信要不了多久，中国人的脚印也会印在月球上面。

当我们仰望灿烂无垠的星空，明亮的月亮，还有那些璀璨的星星一直在召唤着蓝色星球上的人们。

肖恩 · 发表于 2019-1-5 11:38:16

想起了刘慈欣的《一个和十万个地球》。

定风波 · 发表于 2019-1-5 16:48:39

地月交通成本还是高，月球大规模基地还没造出来呢

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[科普知识] 我们为什么要探月？难道是为了找到广寒宫吗？

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