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你是否也曾在某個晴朗的夜晚,仰望星空,目光穿過深邃的宇宙空間,投向那顆離我們最近的星體——月球?

深空下的半月這顆孤懸於夜空的星體,距地球384403.9公里。這是個怎樣的概念?地球上最高的山峰珠穆朗瑪峰海拔8848.86米,月球離地球的距離相當於4萬多個珠峰加起來那麼高。

自古以來,月球就是人類創作的靈感來源。小時不識月,呼作白玉盤。又疑瑤臺鏡,飛在青雲端。(出自李白《古朗月行》)古人以充滿想象力的筆調,為我們勾勒出一幅浪漫的月夜圖。“嫦娥奔月”、“玉兔搗藥”、“吳剛伐樹”……小時候,我們耳濡目染有關它的傳說。這一切,都催生了一個樸素的念頭:何不到月球上走一遭。 01 “路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索”

說起來容易做起來難。自誕生以來500多萬年,人類活動範圍始終侷限於地表。1903年美國卡特兄弟發明世界上第一駕飛機,人類第一次掙脫地球引力的束縛,將足跡拓展至天空;1957年前蘇聯發射世界上第一顆人造衛星,人類吹響了進軍外太空的號角;1969年美國 “阿波羅11號”載人登月飛船登陸月球,人類第一次將自己的足跡留在月球表面。我們中國人探月起步更晚。一切還要從一次意外發現說起。

1958年中國地質找礦隊員在北緯25°6’N,東經107°42’E的位置發現了不少紅褐色有鏽痕的“鐵礦石”,令他們驚奇地是,把這些“鐵礦石”投入鍋爐中,怎麼都熔不了。直覺告訴他們,這些“鐵礦石”肯定不簡單。於是,他們經過層層上報,最後找來一位業內專家進行鑑定。年輕的專家拿到樣品後非常興奮。經過仔細研究,他認為所謂的“鐵礦石”其實是在天體裡形成的鐵鎳不鏽鋼,是一種“鐵隕石”,有很高的科研價值。這個意外發現,激起了他濃厚的興趣。從那時起,年輕的專家開始有意識地蒐集各類隕石,並利用高空氣球收集平流層中的宇宙塵埃,開展各類地外物質(隕石、宇宙塵、月岩)和比較行星學研究。這位專家名叫歐陽自遠,那年他23歲。40多年後,他將有一個在中國家喻戶曉的稱呼——“嫦娥之父”。1978年,美國總統卡特的安全事務顧問布熱津斯基訪華,並帶來了一份珍貴的禮物——月岩石。那時歐陽自遠已經在中國科學院地球化學研究所工作多年,得到這一訊息後欣喜若狂,立刻組織多個實驗室準備深入研究。但當拿到樣品時,他才發現那塊石頭被澆築在有機玻璃盒內,表面上看有指甲蓋大小,但那是經過類似凸透鏡的玻璃放大後的效果,實際上要小得多,重量僅有1克。很顯然,美國人帶這顆月岩石過來,更多是一種炫耀的心理,並沒有準備與中國科學家分享他們在月岩石內的發現。

北京天文館儲存的0.5克月岩石

圖片由北京天文館提供

歐陽自遠只取了0.5克月岩石用作科學研究,將另外0.5克送到北京天文館。就是這小小的半塊月岩石,以歐陽自遠為首的科學家們進行了深入研究,將它的形成時間、構造結構、形成環境、成分等摸了個透徹,一共發表了14篇科學論文。

他們的研究細緻到什麼程度?

歐陽自遠不無自豪地說:“我們還可以確定這塊樣品來自阿波羅17號70017-291號岩石裡的一個小碎片。”

這種孜孜不倦、細緻專研的科學探索精神,就連美國人都感到吃驚。

在物質匱乏的年代,國家沒有多餘的財力和技術支援探月工程。正是有這樣一群時刻仰望星空,腳踏實地刻苦鑽研的人,憑著一股子不服輸的精神,克服了艱苦條件,花了整整35年為我國後面實施的探月工程進行了人才和知識儲備。

改革開放後,隨著我國綜合國力快速提升,探月工程得到了黨和國家領導人的大力支援。

1994年起,在歐陽自遠的極力建議下,“863計劃”專家組通過了他的一份正式科研報告。又經過近十年的反覆論證,2004年1月23日中國月球探測工程“嫦娥工程”全面啟動。

02

雄心未滅,可上九天攬明月

我國“嫦娥工程”分為“無人月球探測”、“載人登月”和“建立月球基地”三個階段。其中無人月球探測計劃,又分為“繞”、“落”、“回”三步。

在2004的月球探測規劃中這樣寫道:

繞 三年內,一顆屬於中國的衛星將開始繞月飛行,衛星命名為“嫦娥一號”。

落 六年內,中國的月球車將在月面軟著陸,展開巡視探測。

回 2020年,中國研製的機器人將把月壤樣品採回地球。

中國探月三步走計劃

在印度“月船2號”軟著陸失敗、以色列“貝雷特希”登月飛行器失聯、日本“月女神”“落月”計劃因技術和資金原因無限期擱淺的大背景下,中國成為繼美國1972年阿波羅17號載人登月後,唯一一個從月球上採回月岩樣本的國家。在倍感自豪的同時,我們不禁要問,距離前往月球旅行到底還有多遠? 03 複雜的月球環境無論月球探測還是月岩取樣返回,目的只有一個,那就是為將來的“月球基地”做知識和技術儲備。而人類想要在月球生存下來,離不開生命三要素的支撐:水、空氣和食物。人類在月球南北兩極永久陰影區探測時,發現裡面存在著大量深凍水,每極可能含有100億噸的冰層。

嫦娥四號搭載的棉花種子在月球上培育成功它是有史以來第一片在月球上生長的綠葉圖片來源:重慶大學我們可以利用人造陽光,使用含有鉀和鈣的特殊液體作養料,在月面種植糧食和瓜果蔬菜,多餘的食物,還可以用來養豬、牛和雞。但這一切的前提,是要建立一個抵禦月球惡劣環境的基地。04 月球基地長什麼樣?沒有大氣層的保護,人類在月球表面,就像一個稚嫩的嬰兒,裸露在可怕的宇宙環境當中。太陽風粒子以每秒400千米的速度,形成衝擊波抵達月面;太陽宇宙射線爆發期間,會對人類造成致命威脅。

玉兔二號巡視器月面運動軌跡它經受了月夜零下190多度極限低溫考驗圖片來源於國家航天局官網更可怕的是,月球晝夜溫差極大,月夜極限溫度可達零下190攝氏度,月晝溫度高達150攝氏度,而人類作為恆溫動物,正常體溫的上下波動一般只有0.5攝氏度,要想抵禦如此環境,單靠耐力顯然遠遠不夠。這時,人類就需要一個庇護所——月球基地。月球表面有天然形成的洞穴、峽谷或隕石坑,其中一個方案,就是充分利用這些自然條件挖掘“窯洞”,用月壤的厚度遮蔽宇宙中各種輻射。

月球基地想象圖

真空的月球環境,會使材料產生放氣作用,因此揮發性材料如塑膠、橡膠,不適合在月球環境中使用,建造月球基地的材料,必須能防止在超高真空環境下放氣,並且在極限溫度下保持材料穩定性。

嫦娥五號著陸器和上升器組合體全景相機

拍攝的五星紅旗

這面五星紅旗採用特殊複合材料

可在正負150攝氏度的溫差下不掉色

這時,我們就需要利用3D列印技術,將月壤列印成磚塊,省去從地球上運送建築材料的成本,解決建築老化過快的問題。

當然,想要在月球旅行,還需要考慮諸如月球重力場、磁場、流星體、月面地形地貌等多重因素。

儘管困難重重,但目前畢竟是自人類誕生以來,距離實現去月球旅行的目標最近的一次。

我們等待了500多萬年,也許還要再等十幾年甚至幾十年。

但是我們相信,在中國一大批優秀科學家的努力鑽研下,在中國綜合國力不斷提升的大背景下,我們一定能克服重重困難,將夢想變成現實。

有這個大前提,就沒什麼可以阻擋我們前進的腳步。

我們期待有天站在月球基地裡,抬頭仰望天空。

此時天空星光閃爍,波濤洶湧,來自宇宙深處的召喚掀起無聲的潮音。

所有聲音都將匯成一句鏗鏘有力的話語:

我們的征途是星辰大海。

-END-

◆值班主任:鄒崑崙

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