1月3日10時(shí)26分，嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功著陸在月球背面預(yù)選著陸區(qū)，并通過(guò)“鵲橋”月球中繼星傳回世界上第一張近距離拍攝的月背影像圖。

　　在中國(guó)探月計(jì)劃不斷傳來(lái)好消息的同時(shí)，各國(guó)的探月計(jì)劃也在持續(xù)推進(jìn)，人類(lèi)何時(shí)再登上月球又成為熱議話題。

　　從1969年到1972年，美國(guó)共完成6次載人登月，將12名航天員送上月球。但從此至今47年間，全世界再也沒(méi)有開(kāi)展過(guò)載人登月活動(dòng)。

　　載人登月到底難在哪，人類(lèi)在月球建立基地還需做哪些準(zhǔn)備？科技日?qǐng)?bào)記者就此采訪了相關(guān)專(zhuān)家。

　　載人登月要用更大型火箭和飛船

　　“載人探月和無(wú)人探月最大的不同，也是它要解決的最大問(wèn)題，即火箭和飛船的運(yùn)載能力。”中國(guó)航天科工集團(tuán)二院研究員楊宇光告訴記者。

　　楊宇光具體介紹道，此次嫦娥四號(hào)任務(wù)中的長(zhǎng)三乙火箭地球同步軌道運(yùn)載能力是5.5噸，奔月軌道運(yùn)載能力為3.8噸?！坝捎谝獢y帶大量物資和推進(jìn)劑，載人探月的火箭運(yùn)載能力要大很多很多?！彼f(shuō)，美國(guó)“阿波羅”計(jì)劃中使用的土星5號(hào)運(yùn)載火箭是截至目前人類(lèi)歷史上使用過(guò)的自重最大的運(yùn)載火箭，高達(dá)110.6米，起飛重量3038.5噸，總推力達(dá)3408噸，月球軌道運(yùn)載能力45噸，近地軌道運(yùn)載能力118噸。

　　除了火箭，載人登月任務(wù)還對(duì)飛船有很高要求。登月飛船由指令艙、服務(wù)艙和登月艙組成。在執(zhí)行登月任務(wù)時(shí)，登月艙與指令服務(wù)艙分離，登陸月面，指令服務(wù)艙則留在月球軌道上。任務(wù)結(jié)束后，航天員駕駛登月艙離開(kāi)月面，與指令服務(wù)艙對(duì)接，之后，航天員進(jìn)入指令服務(wù)艙。接著，登月艙和指令服務(wù)艙再次分離，登月艙會(huì)被留在月球軌道上，指令服務(wù)艙則會(huì)點(diǎn)火加速，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最后濺落海面，完成返回。

　　“該任務(wù)要求飛船有極強(qiáng)的變軌能力，因?yàn)榈窃屡撘M(jìn)行近月制動(dòng)，其變軌速度大約在八九百米每秒，且要留相當(dāng)?shù)淖冘壞芰沫h(huán)月軌道返回月地轉(zhuǎn)移軌道。登月艙著陸月面和返回環(huán)月軌道的速度增量都接近兩千米每秒，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)速度，飛船一半以上的重量都是推進(jìn)劑。”楊宇光告訴記者，美國(guó)的阿波羅計(jì)劃中，登月飛船中的指揮服務(wù)艙重量在30噸以上，登月艙則在15噸以上。

　　除了技術(shù)還需燒錢(qián)

　　眾所周知，1969年，美國(guó)東部時(shí)間7月20日22時(shí)56分，美國(guó)航天員阿姆斯特朗爬下9級(jí)舷梯，在月球表面踩下深深印記，并說(shuō)出那句人類(lèi)航天史上的名言：“對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)這是一小步，但對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)這是巨大的飛躍?！?/p>

　　既然幾十年前就有了阿姆斯特朗的腳印，為何此后再無(wú)更多人類(lèi)的足跡登上月球？“主要是太燒錢(qián)了。”楊宇光說(shuō)，“美國(guó)之所以中止阿波羅計(jì)劃，就是因?yàn)樘F?！?/p>

　　全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席傳播專(zhuān)家龐之浩曾介紹，一枚土星五號(hào)火箭造價(jià)高達(dá)5億美元，一艘阿波羅登月飛船比等重黃金貴十多倍。阿波羅計(jì)劃歷時(shí)11年，耗資255億美元，為實(shí)施該計(jì)劃，NASA每年預(yù)算占到美國(guó)政府總預(yù)算的4.5%左右，平均每個(gè)美國(guó)家庭要負(fù)擔(dān)400多美元。這讓美國(guó)承受了巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。

　　除了傷財(cái)，阿波羅計(jì)劃還很勞民。高峰時(shí)期，參與該工程的有2萬(wàn)家企業(yè)、200多所大學(xué)和80多個(gè)科研機(jī)構(gòu)，總?cè)藬?shù)超過(guò)30萬(wàn)。

　　“阿波羅計(jì)劃只是送了三個(gè)航天員（其中兩個(gè)人登月）去月球，成本就如此高昂?！睏钣罟庹f(shuō)，當(dāng)時(shí)有一種說(shuō)法：每發(fā)射一艘用于登月的土星五號(hào)重型火箭，就相當(dāng)于燒掉一艘航空母艦。

　　由于這是一項(xiàng)為了目標(biāo)不惜代價(jià)的工程，且技術(shù)難度極大，因而除了性價(jià)比低，其可靠性也不高，承擔(dān)著很大風(fēng)險(xiǎn)。楊宇光認(rèn)為，該工程技術(shù)途徑比較冒進(jìn)，一些設(shè)備冗余做得很少，從安全性角度來(lái)看十分冒險(xiǎn)。

　　正因此，脫離了冷戰(zhàn)時(shí)期特殊的國(guó)際政治環(huán)境，此后各國(guó)在載人登月計(jì)劃方面都相當(dāng)謹(jǐn)慎。為了政治目的不惜代價(jià)將人送上月球的時(shí)代早已終結(jié)，如今的探月活動(dòng)，注重的是將科學(xué)探索和經(jīng)濟(jì)利益相結(jié)合，以探測(cè)月球資源為主，為未來(lái)月球資源的開(kāi)發(fā)利用打基礎(chǔ)。

　　“要實(shí)現(xiàn)從月球往返及建立月球基地，首先要解決成本問(wèn)題。”楊宇光認(rèn)為，核電推進(jìn)和空間核反應(yīng)堆兩種技術(shù)的結(jié)合，是未來(lái)人類(lèi)以相對(duì)比較低的成本開(kāi)發(fā)太空必然要走的途徑。

　　建立月球基地面臨很多坎

　　盡管現(xiàn)階段造假高昂，但由于月球獨(dú)特的地理位置使其成為人類(lèi)探索深空的跳板，以及其豐富的資源，經(jīng)過(guò)30多年的沉寂，進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)際社會(huì)掀起了新一輪的載人登月浪潮，并將在月球建立常駐基地作為目標(biāo)。

　　龐之浩說(shuō)，人類(lèi)探月的總步驟分為“探、登、駐”三步。美國(guó)已走完前兩步，后續(xù)登月活動(dòng)勢(shì)必以駐月為目標(biāo)，包括建造能源基地、科研基地等，讓航天員在月球上長(zhǎng)期工作和生活。2017年底，特朗普正式簽署“太空政策一號(hào)指令”，要求NASA重啟登月計(jì)劃。

　　不過(guò)，楊宇光說(shuō)，由于月球特殊的環(huán)境，在那建基地目前來(lái)看還非常困難。

　　“首先是選址的問(wèn)題。一種選擇是在月球正面即近赤道區(qū)域，這個(gè)區(qū)域的好處是易于到達(dá)，往返地球相對(duì)方便，但弊端是這里有長(zhǎng)達(dá)14天的月夜。漫長(zhǎng)的黑夜里沒(méi)有光照，沒(méi)有能量來(lái)源，這對(duì)人類(lèi)是個(gè)極大挑戰(zhàn)?！睏钣罟獗硎?。

　　另一種選擇是將基地選址在月球背面南極附近，“這個(gè)區(qū)域有永久光照，但是很難到達(dá)?！睏钣罟庹f(shuō)，所以如何選址是個(gè)兩難問(wèn)題。

　　如何就地利用月球本身獲取人類(lèi)賴以生存所必需的資源，也是月球基地建設(shè)需要解決的重要問(wèn)題。首先是來(lái)自水的挑戰(zhàn)。10年前，科學(xué)家在月球兩極地區(qū)發(fā)現(xiàn)了固態(tài)冰凍水的痕跡，但并不確定有多厚，也不確定其是與土壤混合還是以月球表面的冰層形式出現(xiàn)。印度空間研究組織預(yù)計(jì)將于明年發(fā)射的“月船2號(hào)”探測(cè)器，以及俄羅斯預(yù)計(jì)將在2022年發(fā)射的“月球27號(hào)”探測(cè)器都瞄準(zhǔn)了這些問(wèn)題。

　　關(guān)于食物的獲取及水的循環(huán)利用等，多國(guó)科學(xué)家正在通過(guò)建立高閉合度的生物再生生命保障系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行探索。其中， 北京航空航天大學(xué)實(shí)施的“月宮365”實(shí)驗(yàn)共歷時(shí)370天，是世界上時(shí)間最長(zhǎng)、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。該試驗(yàn)特點(diǎn)是載人飛行器進(jìn)入外太空后可不再需要或很少需要地面物質(zhì)支持，氧氣、水和食物在系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)再生，航天員可長(zhǎng)期在站內(nèi)工作和生活，使得長(zhǎng)期載人航天和行星探測(cè)成為可能。

　　同時(shí)，在月球上還要克服輻射問(wèn)題。地球由于有地磁場(chǎng)和大氣層保護(hù)，輻射很小?！暗虑蛏蠜](méi)有全球性磁場(chǎng)，有強(qiáng)烈的輻射，對(duì)機(jī)器和元器件會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)人的影響更大?！睏钣罟庹f(shuō)，現(xiàn)在主流觀點(diǎn)認(rèn)為可以用月壤來(lái)建立保護(hù)屏障。

　　此外，由于沒(méi)有大氣層保護(hù)，隕石可直接撞擊，這對(duì)月球基地是極大的隱患，所以，月球基地在設(shè)計(jì)上要充分考慮這些因素。

　　“無(wú)人月球科考站可能會(huì)率先建成，而要建設(shè)有人的月球基地恐怕還需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間。”楊宇光認(rèn)為從目前人類(lèi)的技術(shù)儲(chǔ)備來(lái)看，要建立永久性月球基地，還有很多技術(shù)難題要解決，耗費(fèi)也會(huì)十分驚人，需要通過(guò)多國(guó)合作的模式才能實(shí)現(xiàn)。（記者 操秀英）?

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責(zé)任編輯： 韓家慧