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中国计划在月球熔岩管内建造基地
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2023.10.09 内蒙古

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这是夏威夷大岛上熔岩管的入口。资料来源:通过无人机 - 熔岩管夏威夷大岛,CC BY 2.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=75616740

洞穴是人类最早的避难所。谁知道我们遥远的祖先在那里寻求庇护时在想什么,他们蜷缩在火堆上煮肉,也许在墙上画动物。洞穴保护我们的古老祖先免受元素,掠食者和竞争对手的侵害,当时木棍,石头,毛皮和火是我们唯一的技术。

因此,早期人类和我们之间有一种诗意的相似之处。我们再次访问月球,月球洞穴可以像洞穴庇护我们在地球上的祖先一样庇护我们。

在月球上,宇航员将需要保护免受一系列不同的危险。他们将不得不与宇宙和太阳辐射、陨石、剧烈的温度波动,甚至撞击喷射物作斗争。月球勘测轨道飞行器(LRO)发现了数百个月球“天窗”,熔岩管的天花板已经倒塌,在管道中形成了一个自然的开口。不探索很难分辨,但月球上可能存在直径数百米的熔岩管。这是一个很大的工作空间,他们可以提供宇航员需要的庇护所。这个想法是在月球熔岩管内建造一个基地,宇航员在那里获得额外的保护,免受头顶厚厚的岩石天花板的影响。

中国现在正在考虑这个想法,就像他们之前的其他国家一样。月球熔岩洞穴可能是一种太宝贵的资源,不容忽视。

熔岩管也称为火管。当流经月球表面的熔岩开始冷却时,它们就会形成。流动的熔岩顶部形成了硬化的地壳,但熔岩在它下面不断流动并最终排出,留下一个空管。他们也在地球上。

Mare Tranquillitatis坑坑的壮观高阳光视图,在其他光滑的地板上露出巨石。100米长的坑可以提供通往月球熔岩管的通道。图片来源:NASA/GSFC/亚利桑那州立大学 - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA13518,公共领域,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=54853313

科学家们不确定月球火山活动何时结束。它可能早在十亿年前,尽管一些证据表明在过去的5000万年里有小规模的火山活动。无论哪种情况,这些熔岩管都是古老且未受破坏的。

在月球上,宇航员将不得不应对温度波动。地球的天然卫星是一个极端温度的世界。月球的一侧有一半的时间处于阳光直射下,表面温度高达127°C(260°F)。)笼罩在黑暗中的一侧下沉至-173°C(-280°F。剧烈的温度波动使得在月球表面工作以及设计和建造在如此大范围内有效的设备变得具有挑战性。熔岩管提供了一个自然的稳温环境,这是月球上其他地方找不到的。

辐射在月球表面也是危险的。它可以比地球表面强大150倍。这是致命的,但在月球洞穴中,宇航员会被几米高的头顶岩石遮挡。这是一个足够厚的屏障,可以提供有效的保护。

撞击和撞击碎片的风险要小得多,但必须加以考虑。显然,熔岩管提供了免受小冲击的庇护所。

来自不同国家和机构的不同科学家团队研究了使用熔岩管作为庇护所的想法。最近在中国的一次会议上,上海航天技术研究院的张崇峰提出了一项关于熔岩管地下世界的研究。中国研究人员在中国熔岩管中进行实地考察,以了解如何在月球上使用它们。

左边是Mare Fecunditatis中心的一个坑的LRO图像,右边是用黄色箭头显示坑的背景地图。这只是其中一个需要探索的坑。资料来源:NASA/LRO

根据张的说法,月球和地球熔岩管之间有足够的相似性,其中一个可以模拟另一个。它从他们的两种类型的入口开始,垂直和倾斜。两个世界都有这两种类型。

我们在月球上发现的大部分都是垂直开口的管子,但这可能是因为我们的俯视图。这些开口被称为天窗,天花板已经倒塌,在其正下方的管子地板上留下了碎片堆积。通过这些进入需要飞行或某种类型的垂直升降设备。

倾斜的入口使进出变得更加容易。漫游车有可能简单地驶入其中,尽管可能需要清除一些碎片。据张说,这是使探索更容易的首选入口。中国正在优先勘探Mare Tranquillitatis(宁静之海)和Mare Fecunditatis(繁殖之海)的月球熔岩管。

中国正在计划一种机器人系统,可以探索像Mare Tranquillitatis这样的洞穴。主探头将具有轮子或支脚,并将适应具有挑战性的地形并克服障碍。它还将具有科学有效载荷。

辅助飞船可以与主探头分离,以执行更多的侦察并帮助通信和“能量支持”。它们可以多样化,以便特派团能够应对不同的挑战。它们可能包括多腿爬行探针、滚动探针,甚至弹跳探针。这些辅助飞行器还将配备科学仪器来研究月球尘埃,辐射以及管道中水冰的存在。

这张图片显示了穿越月球的Mare Fecunditatis的拟议1,400公里横穿,这是一个富含火山特征的地区,包括熔岩管和可以提供通道的坑坑。资料来源:赵等人,2022

中国还在计划一种具有飞行能力的机器人,该机器人可以使用微波和激光雷达自主穿过熔岩管。

中国未来的计划,在探索成功之后,是一个载人基地。它将是月球熔岩管之一的长期地下研究基地,在管道入口处有一个能源和通信支持中心。地形将被美化,基地将包括管道内的住宅和研究设施。

中国对信息共享的热情不如NASA这样的组织,因此细节更难发现。但毫无疑问,中国的太空活动目前正在崛起,已经完成了多项成功的任务,其中一些仍在进行中,并计划在未来进行中。2023年春季,中国宣布计划在2028年之前开始建造月球基地,但目前尚不清楚该公告是否指的是月球熔岩管基地。这似乎与最近的声明相矛盾,即中国计划“到2030年实现载人登月”。

但无论何时开始,中国似乎都致力于这个想法。华中科技大学顶尖科学家丁烈云告诉《中国科学日报》记者,“最终,在地球之外建造居住地不仅对全人类寻求太空探索至关重要,而且对中国作为太空大国的战略需求也至关重要。这种语言几乎完全反映了NASA在谈论其Artemis计划时使用的语言。

为了准备更多的登月任务和最终的基地,中国研究人员研究了Mare Tranquillitatis和Mare Fecunditatis。2022年,一组科学家在《遥感》杂志上发表了一项关于Mare Fecunditatis火山特征的研究。

Mare Fecunditatis拥有丰富的火山特征,包括熔岩管。2022年的论文指出,没有一项月球表面任务的行程超过40公里(25英里)。但这种情况将来会改变。这项工作背后的研究人员提出了一项为期五年的任务,类似于美国宇航局的火星探测器任务。五年后,中国漫游车可以在1,400公里(870英里)的横移中探索Mare Fecunditatis。通过研究熔岩管、圆顶和小溪等火山特征,他们将对月球的区域地质有更全面的了解。他们还可以选择月球基地的地点。

中国并不是第一个怀疑熔岩管作为基地的国家。这个想法已经存在了很长时间。但不久之后,中国和其他航天国家将能够探索它们,并开始认真考虑建造它们。

太空探索和政治是交织在一起的,在中国,它们甚至比其他国家更加交织在一起。两者的内部阴谋有时隐藏在不透明的墙壁后面,细节并不总是容易获得。就好像人们害怕说错话一样。但中国的意图是明确的,如果过去是预言,他们将登上月球并建立一个基地。

也许一些最终躲在这些月球洞穴中的中国泰科纳人会花一两分钟思考我们的古代祖先以及洞穴如何庇护他们。也许其中一个将是第一个在月球熔岩管壁上做标记的人。

然后有一天,在人类消失后,未来的外星探险家可能会发现这些标记并思考它们的含义。

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