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    中俄為何攜手建設月球科研站?

    來源:中國航天報作者:蘭順正責任編輯:李佳琦
    2021-03-25 14:33

    3月9日,經兩國政府批準,中俄兩國簽署《中華人民共和國政府和俄羅斯聯邦政府關于合作建設國際月球科研站的諒解備忘錄》。顯然,這份備忘錄的簽署對于今后國際月球科研站的建設以及月球的開發都是利好的消息。那么,人類為何要去月球建設科研站?中俄合作優勢何在?

    ● 豐富的月球“寶庫”

    早期,人類探月活動主要服務于政治目的和意識形態的競爭,不過后來逐步轉變為將科學探索和經濟利益相結合。從總體趨勢來看,地球資源遲早將被消耗殆盡,為了可持續發展,人類走向外太空是必然選擇,而與地球相距最近的月球則是首要關注的目標。研究表明,月球蘊藏有豐富的資源,堪稱“寶庫”。

    首先,月球表面存有儲量為100~500萬噸的氦-3,而氦-3是核聚變反應堆的理想原材料。如果用氦-3取代核聚變中氘,不僅能解決能源危機,還可以大大減少核污染。據稱,僅數十噸氦-3核聚變所產生的能力,就可以滿足21世紀全球所需要的全部電能。雖然目前人類還尚未實現聚變發電,實際在月球提取氦-3也存在不小的難度,但氦-3作為一種重要資源,已經引起世界各國特別是一些發達國家的密切關注。

    除了氦-3外,月球上還有豐富的礦產資源,其中備受關注的是鈦鐵礦和克里普巖。月海玄武巖中含有豐富的鈦鐵資源,約有1000~2000萬億噸。鈦鐵礦經過采礦、選礦后不僅是制備月球基地所需要建筑材料的主要組分,還可用于提取金屬鐵、鈦,以及生產水和液氧。

    克里普巖則因富含K(鉀)、REE(稀土元素)和P(磷)得名,并含有豐富的放射性元素釷、鈾。據估算,月球風暴洋區的克里普巖中,稀土元素總量約為200~450億噸,遠高于世界各國稀土的總儲量。

    月球上的太陽能資源同樣非??捎^。據統計,射向地球的太陽能由于大氣反射、散射和吸收等因素,能夠到達地球表面的只是一小部分;而月球沒有大氣,陽光可以直接照射到月球表面,每年到達月球范圍內的太陽光輻射能量大約為12萬億千瓦,相當于目前地球上一年所產生總能量的2.5萬倍。

    鑒于月球上的一個白天和黑夜各持續時間約為地球上的2個星期,有科學家提出,可以在月球上每隔經度120°各建一個太陽能電站,或者在月球的正面和背面各建一個太陽能電站,然后聯結成網,就可以保證連續、穩定地發電,最后將產生的電能以微波形式傳輸到地球上。

    除直接經濟效益外,月球所能產生的間接經濟效益也是不容忽視的。

    比如探月活動也可以拉動其他經濟領域的發展。以“阿波羅”登月計劃為例,該項目不僅使美國在與蘇聯的太空爭霸中奪回主動權,還促進了多個領域的技術進步,催生了液體燃料火箭、微波雷達、無線電制導、合成材料、計算機、無線通訊等一大批高科技工業群體。后來,通過該計劃取得的技術進步成果轉向民用,帶動了美國整個科技的發展與工業繁榮。

    ●開發月球的“立足點”

    國際月球科研站是在月球表面或月球軌道上建設的可長期自主運行的綜合性科學實驗基地,在開發月球的過程中起著非常重要的作用。

    一方面,月球科研站是有效的地外實驗室。由于月球環境具有超高真空、無大氣活動、超潔凈、弱重力、無磁場、地質構造穩定等特點,月球科研站可以利用“地利”開展各種研究活動,不但可以進行空間生命科學、材料科學、物理學、化學等基礎學科實驗,推動基礎科學跨越發展,充實人類長期駐月所需基礎理論,同時也能夠開展新的生物制品、特效藥物和特殊材料等的研制、開發和試驗性生產,推動新材料和新藥物的發展,諸如一些地面無法生產和提煉的藥物,可以在這樣的空間里完成。

    而研發未來空間探索技術也將是月球科研站的重要內容,如空間核能源、大功率無線能量傳輸、月面設施建造、在軌維修維護,以及智能機器人探測、人機聯合探測等技術試驗,這些對于提升人類空間探測能力無疑都大有裨益。

    另一方面,由于可以讓航天員在月球長期停留,月球科研站能夠幫助人類對月球礦產和能源進行詳細的勘察和評價,不但有利于查明資源類型、特征、儲量、分布規律與成因,對相關樣品進行采集和化驗,在條件允許時甚至可以直接開展相關資源的提取、處理、運輸、加工、生產、循環利用,為未來建設能夠自給自足的地外家園積累基礎。

    進一步說,未來設施完善的月球科研站還可以發揮物資補給、推進劑補加、大型構件組裝建造、深空通信中繼等作用,為人類探索深空充當“跳板”和中轉站。

    ●合作探月大勢所趨

    雖然月球科研站的優勢十分明顯,但是要建設此類可支持長期、可持續的月球探測和月球資源開發利用的基礎設施和共享平臺,較之單次探測方式,技術難度更大,任務周期更長,投資強度更大,對任何國家來說,獨立完成都比較困難。

    如果通過國際合作,充分利用各國已有的探測任務、技術基礎和科研成果,把各國的優勢技術和產品資源整合起來,就可以大幅提高投資效益,降低實施風險,共同推進月球資源開發利用,因此在未來各國合作建設月球科研站就是理性的選擇。從2016年起,中國在與國外航天機構會談時即開始宣介月球科研站,倡議共建國際月球科研站。

    其實,中俄在探月領域本就是老朋友,先后簽署了《中華人民共和國國家航天局與俄羅斯聯邦國家航天集團公司關于協同實施“嫦娥七號”月球極地探測任務和“月球-資源-1”軌道器任務合作協定》《中華人民共和國國家航天局與俄羅斯聯邦國家航天集團公司關于建立聯合月球與深空探測數據中心的合作協定》等文件,所以此次簽署合作建設國際月球科研站的諒解備忘錄可謂順理成章。

    具體來說,俄羅斯近年來的經濟形勢一直不容樂觀,耗資巨大的航天項目受到了不小影響。而中國在航天領域后勁十足,這一點對于俄羅斯極具吸引力。

    從中國的角度出發,俄羅斯在蘇聯時代先后發射的24個“月球”系列探測器取得了大量寶貴數據,對于幫助月球勘測和月球科研站選址的意義不言而喻。

    與此同時,俄羅斯航天員至今仍保持著太空停留時間最長、出艙太空行走次數最多等諸多世界紀錄,在長期載人航天領域積累了非常豐富的經驗,這些都是中國航天需要學習的。

    再加上中俄兩國都擁有培訓航天員的完整配套設施,因此中俄合作建設國際月球科研站是典型的“雙贏”之局。

    正如此次報道中指出的那樣,中國國家航天局與俄羅斯國家航天集團公司將秉持“共商、共建、共享”原則,推動國際月球科研站廣泛合作,面向所有感興趣的國家和國際伙伴開放,加強科學研究交流,推進全人類和平探索利用太空。

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