在月球熔岩管內建造基地 最新研究提供可行性方案
【天聞頻道】
◎本報記者 雍 黎
據中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁透露,我國將在2028年左右建成月球科研站基本型。這一消息讓不少網友激動不已。
近日,科技日報記者從重慶大學獲悉,《空間科學與技術(英文)》期刊刊發了重慶大學先進技術研究院院長、教(jiao)育(yu)部(bu)深(shen)空(kong)探(tan)測(ce)聯(lian)合(he)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)常(chang)務(wu)副(fu)主(zhu)任(ren)謝(xie)更(geng)新(xin)團(tuan)隊(dui)與(yu)北(bei)京(jing)空(kong)間(jian)機(ji)電(dian)研(yan)究(jiu)所(suo)研(yan)究(jiu)員(yuan)果(guo)琳(lin)麗(li)的(de)聯(lian)合(he)研(yan)究(jiu)文(wen)章(zhang),該(gai)文(wen)章(zhang)探(tan)討(tao)了(le)將(jiang)月(yue)球(qiu)熔(rong)岩(yan)管(guan)用(yong)於(yu)人(ren)類(lei)居(ju)住(zhu)的(de)可(ke)行(xing)性(xing),並(bing)提(ti)出(chu)利(li)用(yong)地(di)球(qiu)溶(rong)洞(dong)模(mo)擬(ni)地(di)外(wai)熔(rong)岩(yan)管(guan)的(de)方(fang)案(an)設(she)想(xiang),這(zhe)一(yi)方(fang)案(an)可(ke)行(xing)性(xing)得(de)到(dao)國(guo)際(ji)認(ren)可(ke),並(bing)將(jiang)選(xuan)擇(ze)重(zhong)慶(qing)的(de)喀(ka)斯(si)特(te)溶(rong)洞(dong)作(zuo)為(wei)模(mo)擬(ni)場(chang)地(di),開(kai)展(zhan)相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)和(he)試(shi)驗(yan)。
“人類想在地外星球上長期生存,就必須建立一個安全、穩定、低功耗、可長期使用的居住地。”謝xie更geng新xin表biao示shi,月yue球qiu熔rong岩yan管guan是shi近jin年nian來lai發fa現xian的de一yi類lei特te殊shu月yue球qiu地di質zhi結jie構gou,是shi火huo山shan活huo動dong在zai月yue球qiu形xing成cheng的de空kong心xin管guan狀zhuang洞dong穴xue。由you於yu月yue球qiu熔rong岩yan管guan有you堅jian硬ying的de玄xuan武wu岩yan頂ding,其qi內nei部bu環huan境jing因yin素su,如ru溫wen度du、輻射劑量和隕石撞擊概率等都相對穩定。因此,理論上月球熔岩管可以為人類在月球的長期居住提供理想的棲息地。
根(gen)據(ju)上(shang)述(shu)研(yan)究(jiu)文(wen)章(zhang),研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)對(dui)利(li)用(yong)月(yue)球(qiu)熔(rong)岩(yan)管(guan)建(jian)立(li)月(yue)球(qiu)基(ji)地(di)的(de)合(he)理(li)性(xing)進(jin)行(xing)了(le)論(lun)證(zheng)。在(zai)月(yue)球(qiu)基(ji)地(di)能(neng)耗(hao)估(gu)算(suan)上(shang),有(you)人(ren)月(yue)球(qiu)基(ji)地(di)運(yun)行(xing)中(zhong)涉(she)及(ji)的(de)封(feng)閉(bi)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)的(de)外(wai)部(bu)能(neng)量(liang)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)維(wei)持(chi)人(ren)類(lei)呼(hu)吸(xi)、植物光合作用和控製內部溫度。特別是由於月球表麵的晝夜溫差可以達到300攝氏度以上,因此在月表建立基地將消耗巨大的能源。而研究表明,在麵積約8000平方米、高度約50米的半圓形隧道洞穴中,要保證一個可容納8名航天員的月球基地維持正常運轉所需的最低能耗約為145.5千瓦。“這一能耗大大低於在月麵建設基地。”謝更新表示,從能耗上估算,月球熔岩管是建立月球基地的最佳選址地。
在安全性方麵,相比月球表麵,月球熔岩管所受輻射小且極端條件較少,這些優點使其更適合建立月球基地。研究顯示,月表6米以下的熔岩管基本上免於宇宙射線和太陽輻射的影響;在地下1米以內的深度,太陽耀斑和太陽粒子事件基本不會影響到月球熔岩管的內部環境。
同(tong)時(shi),月(yue)球(qiu)熔(rong)岩(yan)管(guan)還(hai)可(ke)免(mian)受(shou)隕(yun)石(shi)擊(ji)穿(chuan)風(feng)險(xian)。並(bing)且(qie)因(yin)為(wei)月(yue)球(qiu)熔(rong)岩(yan)管(guan)位(wei)於(yu)月(yue)表(biao)之(zhi)下(xia),能(neng)夠(gou)很(hen)好(hao)地(di)抵(di)禦(yu)月(yue)球(qiu)塵(chen)埃(ai)。這(zhe)些(xie)由(you)月(yue)球(qiu)表(biao)麵(mian)的(de)小(xiao)碎(sui)片(pian)在(zai)太(tai)陽(yang)風(feng)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)形(xing)成(cheng)的(de)帶(dai)電(dian)塵(chen)埃(ai),可(ke)以(yi)吸(xi)附(fu)在(zai)航(hang)天(tian)服(fu)以(yi)及(ji)任(ren)何(he)設(she)備(bei)上(shang),且(qie)具(ju)有(you)研(yan)磨(mo)性(xing),對(dui)人(ren)和(he)設(she)備(bei)的(de)危(wei)害(hai)非(fei)常(chang)大(da)。
ciwai,yueqiurongyanguanzaiyueqiushangdechangqicunzaiyezhengmingleqijiegouzugouwending,keyichengshouyuezhendeyingxiang,hezaiyueqiubiaomianjianzaojidixiangbi,yueqiurongyanguanjuyoumingxianyoushi。
“截至目前,月球探測活動已發現月球上有300多個洞穴入口——‘天窗’。”謝更新表示,“天窗”是由活動熔岩管坍塌而形成的坑,這300多個“天窗”,可以作為天然的月球基地備選地。
在充分論證了月球熔岩管內建造月球基地的可行性後,研究團隊將在重慶利用溶洞模擬月球熔岩管進行驗證研究。
“地球溶洞在內部結構、自然環境和隔絕外界環境3個方麵,可以很好地模擬月球熔岩管的情況。”xiegengxinbiaoshi,suirandiqiurongdongheyueqiurongyanguandexingchengjizhihehuanjingjunbuxiangtong,danqidaxiaoxiangsi,doushiwanqudebanyuanxingdongxue,diqiurongdongtigongdekongjiankeyimanzuxianjieduandeyanjiuxuqiu。ciwai,diqiurongdongheyueqiurongyanguandehuanjingdouxiangduiwenhe,suanjiandudouweiruojianxing,kongqizhiliangshangyedoushouwaijieyingxiangjiaoshao,neibuhuanjingyejishaoshoudaowaijiehuanjingyingxiang。
julejie,yanjiutuanduijihualiyongzhongqingdekasitedimao,xunzhaoheshiderongdong,liyongrongdongmonidiwaitiantirongyanguandeneibuhuanjing,tongguofengbirongdongshixianyuwaibuhuanjingdewanquangeli。rongdongshiyanbaokuodongshizidongshigongjishuhejiudiliyongjishuyijirengongshengtaixitongshiyan。caiyongdaoguangguanjiangyangguangyinrushengtaishiyanshi,weizuowushengchangtigongyangguang,bingkaifazidongnengyuankongzhixitong。
“在溶洞內建設月球基地,還需要突破如何將大的建築體密封以及如何遠程操控機器建造兩大難題。”謝更新表示這也是研究的重點,他們將圍繞密封、自動建造技術和地下通信、生態係統循環、人機環工效等問題進行研究,將利用“嫦娥四號”成功在月麵首次構建微型生態係統、開展生物實驗並培育出人類月球第一片綠葉的技術和經驗基礎,為在月球熔岩管內建造人類基地提供具有可操作性的方案。
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