人与自然 系列丛书-第188章
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临的一次更大挑战。空间探测很自然地由近及远地进行，从地球自己的卫星——月球开始，进一步便是太阳系的各个行星及其卫星，最后再飞出太阳系，深入到遥远的恒星际空间进行探测。
月球是地球的天然卫星，理应成为空间探测的第一个目标。自1959年起，美苏两国就开始发射探测器对月球进行探测，迄今已发射63个探测器和登月载人飞船。对月球探测的方式有：1。在月球近旁飞过或在其表面硬着陆，利用这一过程的短暂时间探测月球周围环境和拍摄月球照片；2。以月球卫星的方式取得信息，能有较长的探测时间并可获取较全面的资料；3。在月球表面软着陆，可拍摄局部地区的高分辨照片和进行月面土壤分析；4。载人或不载人航天器软着陆后，取得样品返回地球进行实验与分析。与此同时，人类对火星上可能存在生命一直抱有希望，自1962年以来，至今美苏两国共发射了15个探测器，拍摄了火星照片，并在火星表面软着陆，在着陆点附近未发现地球类型的生命。
然而，近十多年来，月球、火星探测处于低潮时期，直到1986年美国国家空间委员会向政府及国会提交了一份报告，其内容之一是在下世纪的第一个十年重新登上月球，而后于第二个十年进行载人火星探测。这期间美国、原苏联、欧洲、日本都组织力量进行研究，纷纷提出了发展规划，这充分表明了月球、火星探测又将掀起一个新的高潮。人类重返月球、探测火星具有投入经费巨大、周期长、开拓性强、带动性广的特点。但就计划本身而言，已由往常的单一航天活动计划向综合性探测计划发展，由短期活动计划向长远目标计划发展，由多目标任务向综合性系统目标发展。这一发展趋势，有利于各项计划衔接、互补，有利于技术继承性及节省投资，加速活动进程。
就目前国外制定载人月球、火星计划来说，无论规模与技术，或者经济等因素，都已不是一个国家所能独立完成的。活动本身就需要广泛开展国际合作，制定统一科技政策。而且每个国家，也只能按照本国的力量与特定条件，尽量发挥自己的优势，这样才能积极参与国际合作，共享成果。重返月球，探测火星，拟在月球和火星上建立基地，其目的与意义值得人们进一步去思考。
借鉴国外资料分析，归纳起来有下列几个方面：第一，促进科学发展。重返月球及火星新的探测，将成为人类进入外层空间的重大突破口，也将成为空间科学发展过程中新的里程碑。这将在科学发展史上，使人类对地球、太阳系和宇宙的了解达到一个新高度；认识宇宙、银河系、太阳系和地球的结构与演变，其中包括生命起源与进化；预测人类尚未掌握的现象。开拓月球、火星基地的活动将把科学推向新的前沿。
第二，开发空间资源，发展空间产业。对月球、火星资源的蕴藏量进行科学研究和探索，是迈向地球外了解在其他星球的陌生环境中进行生活和工作的重要一步，是进行材料科学和生命科学研究的最佳场所。月球具有丰富的物质资源，月岩中含有地壳里的全部元素和约60种矿藏，还富含地球上没有的能源氦…3，它是核聚变反应堆理想的燃料。
第三，推动科技进步。新的月球、火星探测不仅计划庞大，而且由于它的带动，许多科学和技术领域得以飞速发展，比如人工智能、机器人、遥控作业、加工自动化、高超音速飞行、低成本全球运输系统、光学通信和数据处理系统、超高强度和耐高温材料、超级计算机、电功率无线传输、无污染飞行器、在轨天线场以及封闭生态生物圈的使用等。仅封闭生物圈这项，将会使密集型农业发生革命性变化。总之，月球、火星新的探测计划及科学技术的二次开发应用，必将带动科技进步，刺激工业的发展。虽然目前无法预测，但是很多迹象表明，这一计划终将会对国民经济带来巨大利益，对人类文明产生深远的影响。
在人类社会迎接世纪之交的年代，世界正在经历一场巨大的变革。航天技术迅猛发展，市场竞争日益加剧。空间资源开发的一个趋向是日益走上国际合作的道路。这不仅是由于航天活动的全球特点，而且是它与人类社会的关系日益密切，越来越多的国家认识到它的价值，形成了开展国际合作的基矗再者，由于航天投资很大，周期较长，开展国际合作，是节省投资加快进度的一条捷径。因此，对于绝大多数国家来说，依靠国际合作是发展本国航天技术的有效途径。
空间资源开发的另一趋向是，随着航天技术的日趋商品化和空间加工生产的乐观前景，各国发展航天技术已不再仅是为了提高自己的国际声誉或者军事需要，取得经济上的好处已成为主要目的之一。因此在航天方面商业竞争也在愈演愈烈。这种竞争不仅表现在卫星通信、卫星气象、卫星资源探测等方面，而更突出地表现在航天器发射市场上的竞争。为了加强今后在国际市场上的竞争能力，各国都在拟订计划，投资发展独立自主的运载系统。
人们在高兴地看到空间开发事业蒸蒸日上的同时，也不能不忧虑地注意到它的另一侧面。在已经发射成功的4000多颗航天器中，用于军事目的的约占70～80％，航天手段早已成为军事活动中的一个重要工具。除了靠航天器作为获取大量情报的手段外，还研究攻击型太空武器、光和粒子的高能射束武器，以及以卫星和空间站为基地的天基武器系统。
现代世界航天技术发展非常迅速，中国航天技术在国际上的地位受到严峻挑战。为了实现国家近期的发展目标和长期的战略目标，满足日益增长的社会需求，需要继续保持航天技术的发展势头。钱学森同志曾深刻地指出：要研究利用人造卫星建设21世纪的社会主义中国问题。由于航天技术的高度综合性，它所覆盖的学科、专业和高新技术是极其广泛的。加速发展航天技术，对国民经济建设和相关科学技术的发展，对人类文明和社会进步，将发挥积极的推动作用；大力推进航天技术在国民经济各个领域的应用，对于解决国家面临的教育与文化、交通与通信、环境与灾害、人口与资源等重大问题，具有重要意义。
中华民族有志于立足世界民族之林，对中国今后10～30年航天技术的发展作出总体安排，是一项重大的历史性任务。中国航天技术的发展，应遵循坚持为社会主义四个现代化建设服务的方针，开发利用外层空间，造福人民；从中国的国情出发，实行有限目标，突出重点，循序渐近，持续稳定协调发展，择优跟踪世界航天技术先进水平；坚持独立自主，自力更生，走中国自己的发展道路，加强国际合作，引进先进技术；实行集中统一领导，组织全国大协作，在实践中培养一支素质高的航天队伍。中国的航天事业在党中央、国务院、中央军委的领导和关怀下，有全国各部门、各地区的大力支持与协同，有优越的社会主义制度，有过去老一辈打下的坚实基础，一定会得到更大的发展，在空间事业这个无限广阔的领域，不断开创更美好的未来。
未来月球基地
建造月球基地与建造太空城市一样，对于普通人来说是一件不可思议的神奇事儿。但这件神奇的事儿却早已明确摆在了科学家面前，他们不仅对之进行了长期探索，而且正在准备进行具体实施。
美国是最先决定创建月球基地的国家。据报道美国已决定耗资1000亿美元，建立月球太空城。这一计划将分阶段进行。最初建立临时基地，人数从十几人逐步增加到数十人，他们将在月球上进行矿物开采和冶炼试验，并为建造永久基地做准备。2007年建成中小型永久基地，人数增加到百余人，逐步形成从开采、冶炼到运输的整套生产系统。最后是在月球上建成一个可以容纳千人的月球城，各种类型的生产、生活、娱乐设施日趋完备，物资自给自足有余，还可以“出口”地球。
美国的这一月球基地蓝图，占地8000平方米，是一座圆形3层建筑物，直径64米，每层高4。5米。屋顶由混凝土建造，再覆以月球土，厚0。7～2。5米。墙壁分内外两部分，外墙6层，厚1。4米，内墙厚2。5米，内外墙之间夹0。7米厚的月球土，主要用于防宇宙射线、太阳风以及陨石的撞击。另外建筑物中间还有一个圆形防空洞，一旦建筑物受损，大气外泄，人可以躲入其中避难。
与此同时，日本由未来工程学研究所牵头，召集能代表日本水平的大学、研究所以及20多家企业的技术专家，成立了“月球基地与月球资源开发研究会”，也提出了一份月球基地的建设蓝图。这一蓝图计划分成5个阶段实施。
第一阶段从本世纪末到下世纪初，主要对月球进行调查探测，用机器人为基地选址，绘出月球资源分布图。第二阶段从2004年开始，建设可供6～8人居住的直径为6米、长为11米的基地，人们可以不定期地在这里工作，时间为几天到几周。2010～2020年为第三阶段，基地扩大到可供8～32人居住，建成可防止阳光强烈辐射的保护装置，工作人员可在这里连续工作3～12个月。2020～2030年为第四阶段，基地进一步扩大，工作人员增至64～125人，居住时间长达1～5年，逐步解决氧气自给问题和农场建设问题。2030年以后进入第五阶段，基地做到完全自给自足，开始进行能源生产，月球和地球之间开辟定期航线，使月球基地成为人类在地球以外建立的第一个真正的太空居民点。
人类要在月球表面正常生活居住，首先离不开必不可少的淡水和氧气，而月球上既没有水又没有空气。这怎么办呢？科学家发现月球的沙土含有很多的氧，他们便提出了用月球沙土制造淡水和氧气的设想。这一设想是先用铲车自动挖掘月面的沙土，从中选出含氧的铁矿物，然后用氢使含氧铁矿物还原，便可制得淡水了。有了水，通电使水电解，得到的是氧气和氢气。氧气经液化贮存，随时可向基地居民供应。最初用作还原剂的氢可以从地球上运来，生产开始后电解水获得的氢即可循环使用。据估计，190吨月球沙土含有15～16吨含氧铁矿物，可制得1吨氧气。而1年只需要生产1吨氧便可维持月球上10人生存的需要。
其次，人类要在月球自给自足系统中生活，还必须保证食物供应。食物从哪里来呢？近几年来，科学家在太空站上进行了大量的生物实验，先后培育出了100多种“太空植物”，其中包括小麦、玉米、燕麦、大豆、西红柿、萝卜、卷心菜、甜菜等。而且证明在太空失重条件下，在月球土壤中植物种子发芽率更高，生长更快，开花或抽穗时间更早。科学家还对一些动物进行了试验，证明失重状态不会影响新生命的诞生。在太空站里，果蝇能像在地球上一样交配、产卵、繁殖后代；蜜蜂会筑巢，蜂王照样生儿育女。送上飞船的60只鹌鹑蛋，返回地面后仍能孵化出小鹌鹑。在飞船上搁置了59天的鱼卵，回到地面全都顺利地孵出了鱼苗。哺乳动物也不例外，雌鼠、雄鼠被放在笼子里送上太空，照样合欢同居，雌鼠照样受孕怀胎，回到地面后产下了第一代“太空鼠”。因而只要在月球上建立起月球农业和养殖业基地，月球上人的食物来源是有充分保障的。
第三是月球基地的能源供应更不成问题。因为月球上无风无雨，晴朗无阴，终日有阳光照射，而且没有大气吸收，太阳的辐射强度大约是地球的1。5倍。因此，月球上完全可以利用太阳能来照明、供热、采暖、发电。当然，必要时还可以在月球上建立核电站，以保证基地能源的充足供应。
到火星上去
21世纪中期人类活动的范围将限制在太阳系内。而且，水星和金星因其温度超过400℃不能成为21世纪人类活动的空间；也不可能把木星及其以远的行星包括在内，因为从地球到它们那里需要1000天。而火星的环境和地球相似：引力0。38G，表面温度—140℃～20℃，覆盖着一层很薄的大气层，从地球出发只需240天即可到达，因此，火星被视为21世纪人类活动的新场所。
可以设想一下，到21世纪中期，地球附近的人造天体——太空站、太空港——月球和火星将成为新的疆界，人类可以在这些地方从事自己的活动。
目前，美国的一项火星探险计划正在着手实施。按照科学家的估计，这个火星探险队可能需7～8人，飞船重约200～300吨。现在有两个问题必须解决：首先，要能使宇航员适应在太空中长期的生活。我们知道�
