小農經濟時代 115 月球基地計劃

作者 ︰ 南非閑人

月球上的玄武岩里鈦鐵礦的體積佔25%,鈦大概有100萬億噸以上。將來人類能直接用這種石頭生產水、液氧燃料等資源。地球上稀缺的鈾、稀土等,在月球上也相當充足。特別是月球土壤中特有的氦3,將改變人類社會的能源結構。月球表面土壤中蘊藏著幾百萬噸的氦3,這是一種高效、清潔、安全的核聚變燃料,1噸的氦3所產生的電量足以供全人類使用1年。月球上豐富的 、鋁、鐵等金屬資源同樣是未來地球礦產資源的巨大儲存庫。

時至今日,月球已經對于人類太空科技的發展已經越來越重要。

月球表面具有高真空、無磁場、地質構造穩定、弱重力和高潔淨的環境,月球背面不受地球無線電波干擾,建立月球天文觀測基地、生物制品和新材料實驗室,對地觀測站和深空探測前哨站均具有重大的政治和科學意義。月球是研究月球科學、天體化學、空間物理、生命科學、對地觀測科學與材料科學的理想場所。

在月球上建立天文觀測台站可以不受地球大氣層的限制,波段可從咖馬射線一直到長無線電波段上進行觀測。在月球上可以設置一個任何波段的干涉儀陣列,月面上寧靜的環境可以保證其測量精度。一些天文物理現象如超新星爆炸和咖馬射線爆裂可以用不同波段進行觀測研究。

(以上復制自度娘!!)

按照最簡單的設計,事實上在月球在建基地的方案,並不比建立太空站復雜,從某些方面來講,還有它的有利之處。通過把不同功能的箱體投放到月球表面以後,經過充分合理的設計之後,足夠可以完成生態環境的自持。一方面通過足夠的農業箱體,出產滿足數量的糧食和補給,而通過太陽能板收集的電能,由于沒有空氣阻擋而更加高效。

所以,從理論上來講,在月球上建立永久性的基地技術上並沒有障礙。其余的只是細枝未節的問題。而月球基地的建立,從一方面來講,除了有實現太空工業產業化的象征義意,也有很重要的實際作用。

雖然對于公司來講,氦3並不是特別的重要,但是這畢竟也是一種重要的戰略物資,若是能夠大規模開采的話,效益還是相當可觀的。而在采集這種資源的時候,其他的礦物資源也可以綜合冶煉,成為基地擴建的基礎性資源。

而公司宣布的月球基地計劃,首先吸引了歐洲宇航局的注意,在經過一番溝通之後,也積極地投入了進來,事實上,這也在公司的意料之中,位于歐洲的國際核聚變反應裝置就需要氦3來作燃料。而當它進入到商用階段的時候,對氦3的需求量就會更大。

對于歐洲宇航局來講,盡管有好幾個國家參與了國際空間站的建設和使用,但在現在看來,從技術層面來看,與夢想工業一手搭建起來的希望之城還是有相當大的差距,不管是從整體構造,安全性,以及功能組合來看,都不止差了一截。而且在國際空間站的話語權上,雖然投入的資金和力量並不算少,但始終沒有佔居主導地位,很多事情還是要看米國佬和老毛子的臉色,這讓驕傲的歐洲人感到十分不爽。

而這次借助于夢想工業的月球計劃,不僅有實實在在的利益,還可以以此來表達對國際空間站的不滿。盡管還沒有到達要退出國際空間站的地步,畢竟空間站都已經基本建設完畢了,但是縮減相關預算那是一定的。而縮減下來的費用將大部分用于這個月球計劃。

與米國佬原先的登月計劃不同,由于這次將建立永久性的基地,所以計劃的時間和規模都遠遠地超越了前者。

對于這一計劃,米國佬終于坐不住了。由于米國本身就有登月計劃,而對夢想工業這時候推出的建立月球基地的計劃,內部也有不同的意見,相比于前次的太空競賽所蘊含的政治意義,這次由夢想工業這樣的私人公司來執行這樣的計劃,政治味道就弱了許多。而希望之城上雖然還是以天朝的宇航員為主,但是各個國家的人都可以上去,並不排斥國際化的合作。所以這次米國內部對于是否與夢想工業進行合作,也是有好幾種意見。主要包括完全不合作,有限度有控制地進行合作,以及最全面和廣泛地進行合作。而最終的結果還是心有限合作佔主導地位。

而對于在月球上的登陸過程,最有經驗的當然就是米國佬,畢竟只有他們曾經登上過月球,所以他們的加入,公司也是持一種贊成和期許的態度。這個計劃還是需要有更多的力量來加入。

當然,由于整個月球基地的建設計劃不僅時間很長,從前期的準備,技術預研,裝備和箱體的投放和搭接,以及以後的持續維護和投入生產作業,前後將近需要十年時間。而且其中的困難也是無處不在的。隕石襲擊,宇宙射線,以及各種設備故障等等,安全性就成為基地計劃的成敗關鍵。

借助于太空站的經驗,通過大量的設備冗余,能夠有效地提高基地的安全性,而通過合作伙伴認證計劃,箱體的制造技術正在向全世界擴散,雖然最高端的技術夢想工業並沒有釋放出來的意思,但是就算是那些精簡的箱體功能,那也是相當強勁的。

按照計劃,最初登陸月面的除了宇航員之外,初期更是有一整套的箱體生產線會被投放下去,而它們就將就地取材,除了冶煉基礎的鈦鐵合金,用作箱體的基礎材料外,還將同時收集氦3元素,通過返回的運輸工具,帶回地球。

雖然月球表面的引力只有地球的六分之一,但是登陸過程還是有一些障礙,由于月球沒有空氣,自然也沒有傘降的說法,而米國佬首次登月采用的方式就是利用了制動火箭的方式。用于燃燒燃料的方式,來獲得推力,從而來抵消登陸時的重力。

月面基地考慮到與地球之間的聯系和物資輸送,而且一開始的運輸量還相當不小,所以就有必要在基地旁邊建造一座天梯,盡管由于能源問題,天梯的功率和規模必然不能太大,但是由于月球本身的引力就遠小于地球,而且有地面天梯的成熟運行經驗,能源問題並不是不能克服的困難。最簡單的方式,就是采用建造大面積的太陽能電廠的辦法,但這個方法的缺陷就是建設周期比較長,相比起基地的建設周期來,單太陽能發電站的建設時間就要佔據一大半,而實際上基地的主要運輸量就是在于前期,所以有一種急不濟緩的味道。

而換一種方式來講,通過建設太空電站,按照天梯的部位,把屬于地面部分的供能和激光發射系統放在太空中,那麼,就可能充分利用原先已經建好的天梯一號和已經準備建設的天梯二號,把整個電站按部件依次送上去,然後在月球軌道上運行,而在運行的過程當中,通過向天梯平台發射激光來輸送能能量,從而啟動離子發動機來抬升貨物的模式進行工作。

雖然這樣的系統從可靠性方面來講,沒有天梯一號二號這樣的地面系統來得安全,但是相比起總體造價和工期來講,還是很合算的,而隨著計劃的進一步貫徹執行,執行團隊對太空任務越來越深刻的理解,方案將會越來越完善。

當然,按照成熟的天梯技術,通過合適的修改是首選的方案,而通過電磁導軌則是另一個呼聲甚高的策劃。電磁導軌從本質上來講並不復雜,米國佬的航空母艦上的電磁彈射裝置就是一個很成熟的電磁導軌。

通過電磁場的作用,加長導軌到一定的距離,將貨物通過用電磁作用力加速到能夠月兌離引力的速度,就能將貨物拋入太空中。得益于月球上面沒有空氣阻力,而且引力也比地球重力小得多,預計的貨物出軌初速度每秒僅一公里多,兩公里不到的樣子。所以相對來說,電磁軌道的可行性還是蠻大的。而電磁軌道的方案一方面來講,受限于面月面建築的困難,軌道長度和強度,以及貨物能受的加速度都要綜合考慮。而且總的來說,它本身還是有一個能源供給的問題,盡管這個方案的能量消耗要遠小于天梯類型,但畢竟還是需要建造一個電站的。這樣的話,時間上也是同樣有一個難關的。

而借助于月面環境和地勢,通過合理選擇方向和地形,建立起一條幾公理甚至十幾公里的電磁軌道,雖然是一項大的工程,但是未必比在月球上建一座天梯慢。

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節日快樂!!!

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