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比月亮还亮8倍,原定2020年发射的人造月亮,怎么就没下文了?

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你好科普 2021-09-27 11:40

“凿壁偷光”、“囊萤映雪”,“上帝说,要有光”……对于光的需求和描述人们在很早以前就有过大量的记录。

光在任何时候都显得尤为重要,远古文明把太阳画在墙壁上象征着光,部落文明用火焰的光在夜晚驱赶野兽照明取暖,现代文明的发展,电力用光给人们生活带来了各种便利。

没有了光,人类便会如同瞎子一般,很多事情都会从简单变得复杂。在照明匮乏的过去,月亮在晚上就会成为非常好的光源,夜空晴朗时,月光还能照射出人的影子,花前月下则是最吸引人的浪漫。

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但月有阴晴圆缺,天也有阴晴不定,受制于自然条件,要全面利用月光还是有很多客观的局限性。

月亮‍

月亮作为地球唯一的一颗自然卫星,一举一动都受着人们的注意和观察,什么时候月圆,什么时候月食,一年之中的形态变化也被记录的十分详细。相较于其它星球,月球的面纱也被扯下了大半,随着嫦娥五号的成功,月球背面也曝光在人们眼前。

众所周知,月球与地球之间的潮汐力影响着地球上的潮起潮落和地震活动。除此之外,月球还会因为地球的遮挡形成月食,而月亮的光源并不来自于它本身,而是月球表面所反射的太阳光线。

事实上,在我们大部分人看来月球非常普通,而对于天文学家来说,月球是很好的研究资料,对于建立行星卫星体系和了解地月之间的影响有着重要的研究价值,不然也不会有那么多关于月球的计划和检测了。因此关于月光的研究,在很早之前,科学家就有了想法。

月光利用构想

现代社会对于光亮有着极大需求,特别是在夜晚。自从电力诞生以来,人们的生活也变得愈加丰富起来,日落而息也成为了历史。

在现代夜晚你能够欣赏到绚丽多彩的灯光秀,能够在走夜路时从路灯照射出来的光线上感受到安全感,城市治安也开始发生着改变,至少蒙面做坏事的人数在逐渐减少。

不过,城市越大,对光的需求也越大,我们不仅需要更多的光亮来为城市进行照明,能源的需求也是一大问题,而对电力的大量消耗也增加了政府的财政支出。如何在保证尽可能低的能源消耗情况下,依旧能够对城市维持正常的照明工作,成为了未来新的建设方向。

我们常常能够在月圆夜看到透亮的世界,即便此时没有电灯,但我们依旧能够在地上看到自己的影子。因此可以说月亮在一定程度上相当于一颗大型灯泡。如果我们能够制造出一个人造月亮,那么此后就能够节约很多照明资源了。

事实上,最早有着“人造月亮”想法的是一位法国的艺术家,他想象着如果在地球上挂一个像镜子一般的装置,就如同给地球戴上项链一般,让这些装置一年四季都能把太阳光反射在地球上的每一个角落。

在上世纪九十年代,俄罗斯就曾试着制造这么一个“月亮”出来。但是月亮只是在地球上看着小,真要做同等比例的月球出来显然是不可能的。

而俄罗斯的“月亮”就是一个镜面装置,大致原理便是从空间站开始和货运飞船展开一个圆形薄膜的“太空镜面”,将太阳光反射在地面的某个区域

俄罗斯在1993年就开始进行第一次尝试,当时其成功地将这张薄膜镜面在地球上空展开,产生出的光亮基本能和满月做对比。

到了1999年,俄罗斯改进了该计划的技术要求,试图做一个更大更亮的薄膜镜片,然而正当这项行动刚在外太空进行不久,薄膜展开时发生了意外,镜片被撕毁了。

这期间俄罗斯还随着苏联解体后的经济下滑,这项计划在缺乏足够的资金成本后,被俄罗斯政府给取消了,此后多年的时间里也没有任何国家和组织再次提及这一计划项目。

新的月亮计划‍

到了2018年,我国重提月光利用构想,开始制定了一个人造月亮计划,预备在2020年的成都上空升起3个月亮,对成都进行全新的物理照明。

要知道,成都作为高速发展中的城市,面积广阔地势平坦,夜晚对于光源的需求也是十分的巨大,因此随之而来的能源消耗也同样的惊人

而此次计划的预估效果不仅能够给成都带来截然不同的面貌,还能节省12亿的带电费开销。再加上不会受到电力的影响,除了在照明以外的要求上也能够起到非常重要的作用,比如夜晚应急、大规模搜救之类的。

计划中,这次的人造月亮将会交替运行,三颗人造月亮对同一地区能够实现24小时不间断照明

而关于此次计划的问题思考,首先是镜面的材料,应该用什么材料进行制造,要打磨到何种程度才能完成对光有一个良好的折射?在发射运载的过程中应该选用什么火箭进行运载?

目前中国最强的长征五号作为大型的运载火箭强度肯定远远不够,这样的一个大型设施必须要更大推力的火箭才能增加成功率,或者对运载组件进行分次运载在外太空进行组装,但这样无疑会增加发射成本

本身“造月计划”打算在成都临近的西昌进行发射,整个技术团队来自各个中国优秀的工业大学和理工学院,协同数十名技术专家进行方案设计和论证。

如果成功运行,人造月亮的亮光强度能够达到自然月亮亮光的8倍。不仅能够给城市带来全新的视觉和光源提供,国际上也能够极大的提升声誉,毕竟在这之前到现在还没有任何国家成功过,即便是美国在航空航天领域领先发展这么多年,人造月亮现在还仍处于理论阶段。

可是如今预定的发射期限已经过去许久,原定2020年发射的人造月亮为什么后来就没下文了呢?

“销声匿迹”?‍

事实上,自从此计划公布以来,天上三个“月亮”项目就一直备受瞩目。毕竟从现实角度考虑,此次计划还有非常多的技术难点需要克服。

我们都知道天体之间都有引力,天体所处的位置有自身的引力环境存在,任何物体靠近地球后都会被地球的引力给捕捉到,因此如果人造月亮要升空,可能会出现两种情况:被引力捕捉然后坠入地球,或者被地球引力捕捉,在地球的引力轨道上成为了地球的卫星。因此如何克服地球引力就是第一个技术难点。

而此次的人造月亮计划是将反射物发射在距离地面500公里的地方收集太阳能和光照实现光源反射

500公里仍旧属于近地轨道的范畴中,高速运转下90分钟就能够绕地球运转一圈,这就意味着反射物一天之内能够多次遇见太阳。

但最大的难度在于,如果要将三个镜面进行360度的分布并实时地对地面进行照射,如何稳定卫星姿态、克服受到的光热影响、以及大气层对卫星的衰减作用都是非常大的问题。因此选择一个合适的轨道十分重要。

如上文所说,以当前现有的火箭发射系统来看,肯定无法完全支持设备的运载,我们需要更大推力的火箭,而这一切也建立在新的发射设施上。

火箭发射系统随着火箭的改进改造也会跟着进行改造,而发射地址选择在了四川境内的西昌,显然配套的发射系统也必须跟进改良,甚至重新建立起一套完善的,能够配合大推力火箭的新发射基地,这样一来,成本的问题便会极大的上升。

最后便是太阳光的反射,由于人造月亮的轨道高度必须在近地轨道中才能完成对地面良好的照射,而这一高度不会超过地球对向太阳照射的夹角位置,在人造月亮运转到地球背面后,如何收集光源进行反射也是极大的问题。

人造月亮发射的初衷是为了给夜晚带来基本的照明,根据现有的制造技术来讲,人造月亮反射出的亮光只有夏季傍晚的阳光强度。

以项目成本和利用价值来讲,这其实是比较低效的利用,毕竟折射后的光线能量本身也有一定损失,所带来的效果也比较普通。

再来看看之前的俄罗斯旗帜计划其实就不难看出,人造月亮项目的难度系数极大,它需要大量的资金成本来支持,而且必须要保证发射成功,一旦失败将会是严重的财产损失和消耗。

我国现在虽然处于高速发展的建设当中,拥有雄厚的资金成本和预算,但巨额的成本损失仍会给当地政府带来不小的压力和负担。因此这些都是人造月亮计划被搁浅的原因所在。

假想‍

当然,截至今天,夜晚的天空中也并没有多出三个“月亮“,这也并不意味着工程项目的停止。反观中国的另一项工程“嫦娥工程”在此前就取得了不少优异成绩,这些从来都不是一蹴而就的,而且私下慢慢研发,因此人造月亮计划还是有期待性的。

如今国内的航空航天事业会随着嫦娥工程更进一步发展,航天技术在提升的同时,相应的配套设施和技术也会更加优秀。这在一定程度上增加了其他“太空项目”成功的概率。

造月技术在理论上是有一定可行性的,只是它还需要一点时间来完成。毕竟一旦这一项目成功,不仅仅又会创出“中国首次”的记录,我国在国际的政治影响力上也会更进一步拉近与美国的距离,在设施建设上还能够完成对近地轨道建设的全新利用

从另一方面来看,人造月亮如果完成建设,可能还会对生态环境带来不一样的影响,受阳光影响的动植物可能会有新的生态规律的改变

结语‍

在人造月亮没了消息之后,我们应该冷静地考虑一下现实的可行性。

造月的想法固然是美好的,不仅能够给夜空带来新的景色还能够从能源上节省经费,但反转想一下,这样的设施又要消耗多少的国力才能够完成呢?

所达到的收益是否能够在未来短期内带来高额的收益,或者能够长期地给人们生活完成一个好的转变?

这些问题都需要进行深思熟虑,满怀一腔热血没有经过思考就行动,最后大概会遍体鳞伤,既然有前车之鉴,就不要去重蹈覆辙。

不过我们可以大胆地想象在不久的未来,随着航天事业的进步和新材料的开发应用,人造月亮兴许会以不一样的形式展现在人们的面前。我们现在也不必对此抱以嘘声,同时也需要冷静理智地看待这些问题的存在,任何一个伟大事物的出现都是在大胆的想法中诞生。

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