开垦月球的时候到了!

 

    当明朝的那个木匠万虎在吩咐助手点火的那一刻,他的内心一定充盈着一股澎湃的激情。一切都应该已经设计好了,47支飞龙火箭,足够把自己和座椅一起射向青天;系在双臂的风筝,足够让自己在冲到最高点后,再悠然地滑翔着回到地面。他的欲望应该很简单,就是冲到高空,享受片刻俯瞰大地的欣然。不过,他失败了,付出了生命作为代价。至于何以失败,历史语焉不详。

保守地估计,万虎是在17世纪完成这个壮举的。而在明朝灭亡40多年后,牛顿才发表他开创科学新时代的《自然哲学的数学原理》,依据这本书里面的三条基本定律,后人逐步知道了如何从地面发射物体,使得其象月球一样一直围绕地球旋转,而不至于再回落到地面;还知道了如何在看不见的情况下,推知海王星和冥王星的存在;还知道了如何设计从地球到达月球,然后再返回地球的整个轨道。19697月下旬,阿姆斯特朗,奥尔德林和科林斯三个人乘坐"阿波罗11"飞船亲身验证了这条轨道的真实可行性。

曾经辉煌的登月之旅

现在回顾起来,人类社会在20世纪506070年代整个处于一种莫名的神经质之中。在美国和苏联之间进行的探索空间的竞争,是一对死敌的文明竞争。还好,它们是比着向太空扔运载火箭和飞船,而不是向对方的领土扔“箭载炸弹”。

1957104日,苏联把人类第一颗人造卫星扔到了环绕地球的轨道上面。

1957113日,苏联在紧接着发射的第二颗人造卫星上面,迫不及待地放上一只名叫"莱伊卡"小狗。

195912月美国把一只叫"萨姆"的恒河猴送到地球轨道。

1961412日,苏联宇航员加加林乘坐"东方一号"飞船终于来到了距离地面320公里的地球轨道,绕着地球兜了一圈,历时108分钟,再成功地返回地面。

1个月后的525日,肯尼迪总统代表美国政府向国会宣布:在未来10年之内,将把一个美国人送上月球,并使他重返地面。因此,可以看出这场彪炳青史的登月之旅,一开始就具有浓厚的政治色彩,注定了不是人类的一个深思熟虑的起步。

1961年一直到1976年,美国首先进行了水星和双子星计划,实现了飞船的载人飞行﹑对接等一系列技术准备;随后发射了一系列的徘徊者号月球探测器,用于对月球表面进行前期勘探。最后的阿波罗计划一共发射了17艘阿波罗号飞船,其中从第11号开始进行载人登月的任务,使得宁静的月球表面最终有了人类的身影。

1972年最后两艘阿波罗号飞船完成登月任务之后,由于苏联在载人登月方面一直没有取得进展,而只是进行了少数的月球探测活动,使得原本只是把登月当作政治任务的美国政府有点意兴阑珊,因此到1976年之后,针对月球的宇航任务基本就停止下来了。

登月再出发

后来美国和苏联的太阳系飞船探测计划逐步铺开,使得人类对于整个太阳系的各大行星都逐渐增进了了解,也让人们深刻感受到了宇宙环境的严酷。在整个太阳系,目前人类有兴趣登陆的,只有火星和月球,因为其他的行星,不是酷热难当,就是根本一团气体,无法“登陆”。而相比月球,火星距离遥远,以人类目前的运载技术,路上需要半年才能到达火星,这对宇宙飞船的生命维持系统是一个严峻的考验,更何况目前我们对于火星的了解尚少,其粉红色的天空可能还不如月球什么也没有更让人舒服。

然后呢?我们期望能够迈出太阳系吗?一旦走出太阳系,人类就立刻能够感受到自己的极度孤独,因为离我们最近的比邻星有4.3光年的距离!目前我们还无法想像需要依靠什么样的推进技术来克服如此巨大的空间阻隔。即使我们的飞船能够以接近光速的速度飞行,这样经历长达5年的旅途而抵达距离我们最近的恒星,我们还无法保证那颗恒星是不是和太阳一样,拥有可供落脚的类地行星。

因此,我们所拥有的万虎那样的满腔激情,只有先聚焦到月球作为最现实的目标。人类无疑是要去开拓月球新生活的,既然在技术发展水平比现在要简陋得多的30年前,人类就已经多次往返于地月之间,今天,我们更应该能够开发出便宜而安全的地月航班,为大规模的月球开发奠定交通基础。

确实,在新的世纪里,国际上一个新的月球计划已经隐然成形:从2000年到2010年,对月球资源进行全球性、整体性与综合性的探测,包括绕月卫星的遥感探测和月球地面着陆器及月球车的实地勘察。从2010年到2020年,运用月面着陆器对月球深层构造进行勘察,并采样返回,为建立月球基地提供基本的地质与环境数据,并深化对地月系统和月球本身的起源与演化的认识。在2020年后,开始着手载人登月并通过国际合作共建月球基地。

而就在200331日,中国国家航天局宣布,中国将启动“嫦娥工程”,开展以月球探测为主的深空探测预研,对月球的资源和能源分布以及特殊环境进行全面的探测。由于我国的航天技术已经基本具备了探月的能力,例如在运载火箭、有效载荷的卫星部分、测发控系统等方面,要完成探月任务已经不存在障碍,因此嫦娥工程将是一个能够获得稳妥实施的工程。整个计划分“绕”、“落”、“回”3个阶段实施,即第一步将运用绕月飞行的卫星获取月球整个表面的三维影像,分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月壤厚度,探测地月空间的环境;第二步运用月球探测器登陆月球,对月球地表进行实地探测;第三步运用月球车在月球地面进行巡视勘察,并且采样后携带样品返回地球。

为什么要开拓月球?

新世纪的登月计划已经不再象40年前那样充满政治意味,而是纯粹的以谋求人类福利为目标,充分可行而前景光明。因为在已经能够实现便宜而安全地登月的今天,月球的开拓价值愈加凸现。

首先,月球是极具开采价值的资源基地。在它的土壤里面具有300~500万吨的氦3储量,而氦3是最有前途的核聚变能源的原料,这个储量足够支持地球7000年的需电量。月球上还富含铁﹑铀、钾、磷和稀土元素等100多种矿物,都具有巨大的开发利用前景,在地球资源日益贫乏的今天,来自月球的替代资源愈形重要。

然后月球还是条件独特的生产基地。由于月球表面具有高真空、无磁场、地质构造稳定、弱重力和高洁净的环境,因此适宜于进行要求清洁环境的生物制品和各种材料的生产。而将来如果人类要进一步进行深空探索的话,月球的弱重力和优越的资源开采与生产条件,使得其成为最好的宇航发射与生产基地。更何况我们在月球上建设基地﹑进行开拓所积累的经验,无疑是我们下一步走向更远的目标的基础。

月球的独特条件也使它成为适宜于进行相关科研工作的科研基地,是研究月球科学、天体化学、空间物理、对地观测科学﹑生命科学与材料科学的极其理想的场所。例如在月球上建立天文观测台,就再也不存在地球大气层的限制,也不存在轨道望远镜的重量和稳定性限制,可以在从伽吗射线一直到长无线电波段的全波段上进行观测。在月球上还可以设置任何波段的干涉仪阵列,在月面上既有宁静的环境以保证其测量精度,又不用担心人类活动的干扰。而在月球背地球面建立天文观测基地,则可以几乎完全避免受到来自地球的无线电波的干扰,从而可以成为优异的宇宙深空观测站。

由于地月系统在45亿年前的形成过程中就联系在一起,而月球在距今31亿年前已基本终止了内部的构造岩浆活动,进入了宁静阶段,所以还保留了大量行星演化早期的信息,相比之下地球却一直在进行剧烈的地质活动,行星演化早期的历史信息在地球上早己湮灭难寻,所以月球是研究地球和行星科学的极好标本。

除了所有这些公共的理由之外,我们中国人还肩负一个更加重要的使命,使得我们登上月球成为必然的战略选择,即中国作为一个人口大国,同时又是一个资源相对贫乏的国家,要想使得国民获得发达国家国民所享受到的资源量,甚至要想获得可持续发展,都面临极大的资源困境,而反省这种困境的来源,我们也许不得不对祖先漠视西方探险家与拓疆者对中国的蚕食感到懊恼,也不得不对郑和类型的游历感到无奈,难道我们这些郑和的子孙还将在新一轮的向月球乃至太空拓疆的浪潮中观望吗?

为了民族的利益,也为了人类的福利,我们不能在走向太空的进程中落后于人,否则,空中的万虎必定会嘲笑他的后代的无能和胆怯。