1、月球是地球唯一的天然卫星,可能形成于约45亿年前,在地球形成后不久,有关它的起源有几种假说,得到更多事实证据支持的说法是它形成于地球与火星般大小的天体——“忒伊亚”之间一次巨大撞击所产生的碎片,在地球外围聚集而形成的“大碰撞起源说”。
2、月球正面大量分布着由暗色的火山喷出的玄武岩熔岩流充填的巨大撞击坑,形成了广阔的平原,称为“月海”,实际上“月海”中一滴水也没有。月海的外围和月海之间夹杂着明亮的、古老的斜长岩高地和显目的撞击坑。它是天空中除太阳之外最亮的天体,尽管它呈现非常明亮的白色,但其表面实际很暗,反射率仅略高于旧沥青。由于月球在天空中非常显眼,再加上规律性的月相变化,自古以来就对人类文化如神话传说、宗教信仰、哲学思想、历法编制、文学艺术和风俗传统等产生重大影响。
3、月球的自转与公转的周期相等(称为潮汐锁定),因此月球始终以同一面朝向着地球。地球海洋潮汐的产生主要是由于月球引力的作用。由于地球海洋的潮汐作用力与地球自转的方向相反,地球的自转总是受到一个极其微弱的作用力在给地球自转“刹车”,长期积累下来,有充分的证据表明,地球的自转周期越来越慢,一天的时间极其缓慢地增长,大约几年增加1秒;由于地球的反作用力,使月球缓慢地距离地球越来越远,每一年远离地球大约38厘米。月球与太阳的大小比率与距离的比率相近,使得它的视大小与太阳几乎相同,在日食时月球可以完全遮蔽太阳而形成日全食。
人类与月球的接触早在上世纪就已经达成,相较于遥远的火星,月球则更为亲近,更有发展的可能。它是地球的卫星,也是千百年来人类想象的对象。中国近十几年的月球探索飞速发展,月球中国村在现在可能是一个美好的幻想,但在以后,一定会是我们另一个家园。
作画的话很简单了,在地球的外面放上与月亮公转同步的大型空间站;月亮外面放上与月亮自转同步的大型空间站。两个空间站之间用可卷可放的绳索连接,卷起还是放长智能控制。旅行时,从地球上到近地空间站,通过绳梯到近月空间站,再降落到月球表面。
只是个画的话,这样就行了
在计划 载人登月任务的多个太空机构 、协助它们的众多签约商业实体,以及建立月球基地的提议之间,现代太空时代的信息是非常明确的:人类将重返月球。而且,这一次我们打算留下来!就像阿波罗时代的努力一样,这也带来了一些挑战,这些挑战需要“我们付出最大的精力和技能”。
同时,这些挑战也催生了各种创新解决方案。这些方案也认识到了利用月球资源的必要性,以提供对环境的保护,并照顾到人们的需求。国际空间大学(ISU)的一个团队提出的一项新建议,他们找到了一种新颖的方法来实现这一目标。他们建议:使用 SpaceX公司的星际飞船人类着陆系统(HLS)作为月球基地的基础。
这项新建议,是来自欧洲多所大学和科研院所的一个团队的工作成果。他们目前都在法国斯特拉斯堡的国际空间大学(ISU)就读。这也是今年10月份,在迪拜举行的第72届国际宇航大会(IAC)上演讲的主题, 也是一份提案文件和一份官方报告(以及一份执行摘要)的主题。
上图:这是SpaceX公司的星际飞船人类着陆器设计的插图,它将携带美国宇航局的第一批宇航员在阿耳特弥斯计划下到达月球表面。
该项目名为“月球基地建设解决方案”,是 ISU 2021年太空研究计划(SSP)的一部分,为期9周的合作研究成果。该专业发展课程欢迎所有学科的研究生和专业人士,其课程包括政策、法律、商业、人文、生命科学、工程、物理科学和空间应用。
作为起点,该团队考虑了SpaceX公司的月球星际飞船设计,该公司将其作为NASA为“ 阿耳特弥斯”( Artemis)计划创建人类着陆系统(HLS)竞赛的一部分。 这个飞行器本质上是埃隆·马斯克(Elon Musk)希望使用的“星际飞船”(Starship)可重复使用太空飞行器的改进版。“星际飞船”连同超重型助推火箭(Super Heavy booster rocket),可以定期飞往月球、火星和更远的地方。
与SpaceX的星际飞船/超重型发射系统一样,月球星际飞船的设计初衷也是完全可重复使用。除了轨道加油,SpaceX的月球任务架构还要求在月球上建立燃料库,以便星际飞船能够返回地球。然而,为了他们的项目,ISU小组建议使用星际飞船的船体作为基地的基础。
实际上, 该团队受到了启发,创造了一个概念,能够快速、经济地建设永久的月球基础设施,同时也允许工作人员解决在月球环境中生活和工作的挑战。
该团队认为,建立月球前哨基地需要人类至少在救援任务期间,拥有维持自身和 健康 的所有给养和设备。从地球过来至少需要3天,从 Gateway 过来至少需要 7-11 天。所有的生命支持系统和通信都应该是可靠和冗余的。星际飞船项目要解决的问题包括:船员 健康 、 社会 福利、安全、通信、能源、热控制、结构可靠性,以及许多其他问题。
上图:构想中的欧空局月球基地,显示其位置在沙克尔顿环形山。
该计划要求使用 Starships HLS(SS Rosas)作为宇航员和施工人员(罗萨斯基地)的宜居空间。这些工作人员将在这些栖息地生活两到三个月,同时组装基础设施(在机器人协助下)以供人类永久存在。该团队表示,这项建议的主要优点是,它允许宇航员随身携带他们的栖息地和必要的补给品:
在执行任务期间,一艘载人星际飞船(SS 501)和另一艘补给飞船(SS Rosas)将飞向月球,并部署一系列远程操作机器人,它们是一种模块化机器人建造自主系统(MOROCAS),这将使两艘星际飞船处于水平位置。然后,宇航员将把内部改造成可居住的空间,添加多层绝缘(MLI),并部署所有必要的操作设备。同时,机器人将用风化层保护层覆盖底座。
上图:星舰HLS基地的并排布局,展示了不同的特点。
在该团队看来,这个概念项目的主要挑战是将飞船过渡到水平位置。虽然在地球上,星际飞船无法支撑其垂直结构,但在这里,六分之一的重力和巨大的压力差肯定有助于保持飞船的形状。如果这还不够,飞船下面的风化层将被堆放起来,以支持它,并可以在栖息地内部安装额外的支撑结构。
拟建的罗萨斯(Rosas)基地(如上图所示)的基本布局是建立在沙克尔顿陨石坑边缘的栖息地,该陨石坑位于月球的南极-艾特肯盆地。基地将被一层5米(164英尺)的风化层覆盖,以保护其免受辐射和微陨石的撞击,只留下气闸和前舱口未被覆盖,以便能够进入内部。其中一个气闸将被改造成观景台。
由于它位于沙克尔顿环形山附近,这个观景台将能够在月球地平线上永久地观看地球。基地还可以扩大,在前舱口周围增加一个节点,允许工作人员将一个栖息地与另一个栖息地连接。内部将被分为三层,横跨整个航天器,包括之前被甲烷和氧气罐占据的部分。
虽然,这意味着飞行器将不能再次飞行,但它确实重新利用整个结构作为长期栖息地。这样一来,仅使用飞行器本身,栖息地的体积就接近2500立方米(相当于国际空间站的25倍),从而释放出有用的有效载荷,用于更多的生命维持系统。在飞行器上覆盖5米厚的风化层,并在内部添加MLI,将加强对工作人员的保护,使其免受微陨石撞击、辐射和热防护。这也是 ISRU 最简单的形式。
上图:建立HLS月球基地的时间轴。
一旦建成,该基地将拥有所有它需要的设施,以应对月球环境的危害。船体、额外的MLI和风化层,将把对宇航员的辐射暴露限制在可容忍的范围内 —— 男性宇航员25西弗(Sv),女性宇航员175西弗(Sv)。宇航员们将按照每天6小时的月球舱外活动(LEVAs)的时间表进行, 并保持严格的锻炼计划,包括阻力和高强度间歇训练。
总的来说,罗萨斯(Rosas)基地的提议是“从月球到火星”任务架构的更大构想的一部分。这些任务自2000年代中期以来一直在进行中,作为NASA和其他太空机构计划采取的下一步重大步骤,以确保人类在太空的未来。该团队表示,对于这些计划中的每一个,都必须有一个永久的月球基地:
上图:一旦罗萨斯基地建成,宇航员将按照严格的时间表来确保 健康 和生产力。
更重要的是,项目研发团队希望这个想法能够吸引潜在的投资,基于它在不久的将来可能有应用的数量。他们还希望,一旦一个月球前哨基地的愿景实现,将允许实现后续更多的。在这一点上,他们无疑是正确的。一旦人类在月球上建立了立足点,研究、扩张、投资和商业化的机会,就会随之而来。
从那里,它将有可能向火星和其他深空位置发射任务。一旦我们也能在这些天体上站稳脚跟,成为“星际物种”的梦想就会成为现实!
不可能会代替的。只是有可能可以替代路灯。10月10日,2018全国大众创业万众创新活动周成都主会场地方特色活动——“创响中国”天府新区军民融合创新创业专场活动在天府新区新经济产业园举行。“人造月亮”卫星项目无疑在现场非常吸引眼球。“这个创意是在天府新区萌生的,目前技术上已经成熟。
”成都航天科工微电子系统研究院有限公司董事长武春风在接受记者采访时畅想,在2020年,这颗“人造月亮”将从四川西昌卫星发射中心升空,照亮夜空。武春风介绍,如今的月亮亮度,不足以满足夜晚的照明。“人造月亮”设计产生的亮度将是现如今月亮亮度的8倍。有了“人造月亮”,街道可以不需要安装路灯。“人造月亮”可以控制照明范围。
照明直径未来可以控制在十公里到七八十公里,指定的照明精度范围可以控制在几十米之内。武春风认为,虽然“人造月亮”项目在多年前就有尝试,但并未取得推广应用。而相较20年前,如今的技术有了很大发展,技术上已经成熟。实际上,“人造月亮”不生产阳光,只是阳光的搬运工。有人担忧人为地从太空反射阳光到地面会影响地上生物作息、天文观测等。
哈尔滨工业大学航天学院光学所所长、教授康为民认为,人造月亮相当于黄昏的亮度,不足以颠倒生物作息。但事实上,一颗人造卫星在离地球500公里轨道内的轨迹也是肉眼可见的,比如天宫二号空间实验室、国际空间站等。它们反射的阳光让其看起来像一颗星星,由此一些科学家提出,利用此类现象将太阳光反射到地球,为人类提供照明服务的构想。
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