零距離科學:人類月球殖民,要在月底定居?

零距離科學:人類月球殖民,要在月底定居?

我們想讓你知道的是

當人類將來回歸月球,就不只是探月,而是把月球視為我們的第八大洲,作為人類的殖民地,作為開墾資源的礦場,作為登陸其他星球的踏腳石。

文:吳家亮(香港中文大學通識教育基礎課程講師)
圖:香港電台

人類上次踏足月球已經是接近半世紀前。那是一次月球探測計劃,為要研究月球的化學成分、重力、月震等特徵。當人類將來回歸月球,就不只是探月,而是把月球視為我們的第八大洲,作為人類的殖民地,作為開墾資源的礦場,作為登陸其他星球的踏腳石。最新一集的《零距離科學》,正要跟大家審視回歸月球的可行性。

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月球有一天會成為我們的第八大洲。

穿梭地月

如果要在月球設立基地,便需要一些低成本且負載量高的穿梭地月方式,以致我們能把大型器械運往月球,並能方便人員往返地月。

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人類下一階段的航天發展,很有可能取決於能否在月球興建基地。

要讓地球上的物件脫離地心吸力的束縛,絕對不是一件易事。物件必須被不斷加速,從而達到每小時4萬公里的逃逸速度。這需要極大量的燃料,才能為登月器提供足夠的推力。現今一般以多節式火箭運送登月器,每節火箭的燃料耗盡時,燃料儲存器和發動機便會脫落,墜入海中,不能循環再用。這就像是建造一架一次性的大型客機,成本極其高昂。

幸好,這個問題近年已被太空探索技術公司(SpaceX)解決。他們發明了「可回收復用發射系統」,發射後成功地在海上回收了第一節火箭,並在往後的發射重覆使用。對於月球殖民計劃而言,這大大減低了穿梭地月的成本。

定居月球

過往的人類登月任務只是讓太空人短時間在月球生活,但是,如果要殖民,就需要在月球上建造安全的長期居所。或許大家的第一個念頭是:建造一些高樓大廈在月球的表面便可以了。事情沒這麼簡單,月球人面對的難題比地球人多得很。

首先,月球只有一層極為稀薄的大氣層。可能你會想,那只需要像國際太空站般建立一套生命保障系統,太空人便可以如常呼吸和生活。但是,稀薄的大氣層造成的問題不僅如此。

稀薄的大氣層讓月球直接承受隕石的撞擊。在地球上,隕石會在進入大氣層時磨擦燃燒,既減少了隕石的體積,也減慢了隕石撞擊的速度。在月球上,大大小小的隕石撞擊比地球來得頻繁,撞穿建築物更會讓月球人失壓和缺氧致死。

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要在月球安全定居,必須避開隕石的撞擊。

此外,月球的磁場也比地球弱得多。宇宙射線因而直接衝擊月表,不能被磁場偏離。再加上大氣層稀薄,宇宙射線不能被吸收。新近的研究顯示,太空人在月表所承受的輻射要比地表多200倍,大大增加患上白內障和癌症的風險。

科學家想到,為了減低隕石和宇宙射線對月球人的影響,他們應該在月底定居。科學家已在月表發現了200多條月底隧道,它們是一些由火山活動形成的熔岩洞(Lava tube),其中一條隧道的體積比美國的費城還要大!

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月底隧道或許才是我們的生存之道。

月亮礦場

既然月球人要過著不見天日的慘淡生活,那為何我們還要大費周章在月球殖民?這是因為月球有著不少稀有資源,例如是金和鈦。倘若我們能在月球大舉採礦,然後把它們運回地球,那便可以大賺一筆!

除了這些稀有金屬,月球上最重要的稀有資源就是氦-3(Helium-3)。氦-3是核聚變中的絕佳燃料,不會產生危害環境的輻射。據科學家估計,月球上的氦-3數量可觀,足以為人類提供一萬年的所需能源。相反地,地球上則只有微量的氦-3,這是因為月球的大氣層稀薄,讓太陽風能輕易把氦-3拋射在月表。

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月球有著相當可觀的稀有資源,等待人類開採。

此外,還有一種常見的資源也值得在月球上開採,就是一氧化二氫——「水」。曾經,我們以為月球全然乾涸,但事實並不如此。太陽風中的氫會跟月球岩石中的氧結合,形成水分子。月球上的水就像是地球上的石油,有價有市。當我們把水分解成氫和氧,再把氫氣冷卻為液態氫,便能成為最強大的火箭推進燃料!

他日,月球會成為探索其他星體的踏腳石,航行器會先飛到月球,在月球補充液態氫燃料,再出發前往宇宙深處。他日,我們不再受限於地球上生活,我們會在其他星體殖民,我們不再視自己為全球公民,而是宇宙公民。月球,是我們通往宇宙的鑰匙,你們準備好了嗎?

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發展月球基地,將會成為人類通往宇宙的鑰匙。

《零距離科學》(節目網站)集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚10時在港台電視31播映。本集於7月30日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。

責任編輯:Alvin
核稿編輯:Alex


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