圖片來源： ESA

■本報見習(xí)記者 韓揚眉

自1972年美國阿波羅登月計劃結(jié)束以來，再無人登上月球，但在探索登月的道路上，人類從未停歇。這不，歐洲航天局近日又有了新的“大動作”。

與德國航空航天中心（DLR）合作，他們將在位于科隆的歐洲航天局宇航中心建設(shè)一個模擬月球土壤和月球棲息地的新工程，作為測試月球探索技術(shù)的“訓(xùn)練場”，模擬環(huán)境將會盡可能精準(zhǔn)地還原月球表面。

該設(shè)施名為“LUNA”，占地超過1000平方米，有望成為有史以來最大的月球模擬工程。

“我希望能在退休前施展我的技能。從技術(shù)上講，我相信在月球上行走是可行的。”今年48歲的德國籍歐洲宇航員馬蒂亞斯·毛雷爾很樂觀，他是這個百萬歐元工程的項目經(jīng)理。

人類走向深空的“中轉(zhuǎn)站”

月球是離地球最近的一個天體，相距有38萬公里，具有豐富的礦產(chǎn)資源，人類要前往更遙遠的深空，月球是一個繞不開的“中轉(zhuǎn)站”。

阿波羅計劃結(jié)束后，月球探索曾一度進入停滯期，不只是美國，世界上大多數(shù)國家似乎對月球失去了興趣。主要原因在于耗資巨大卻短時難有收益，此外，很多國家認為，與其他亟待解決的問題相比，登月看起來并不是那么緊迫的事情。

去年12月，美國總統(tǒng)特朗普簽署太空政策指令，宣布重返月球，承諾“把美國宇航局從近地軌道上的后勤活動中解放出來，代之以重新聚焦太空探索”，月球探索再度升溫。此后，美國宇航局鼓勵私人公司加速開發(fā)著陸技術(shù)，并計劃在未來5年內(nèi)申請億萬美元資金支持。

今年10月，歐洲空中客車防務(wù)與航天公司聯(lián)合美國藍色起源公司等發(fā)起了“月球競賽”的活動，鼓勵世界各地月球愛好者設(shè)計開發(fā)可持續(xù)性月球探索的關(guān)鍵技術(shù)。

“經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，世界各國也都深刻認識到了月球的價值，月球探測的熱度已經(jīng)回到了從前。”中國科協(xié)月球與深空探測全國首席科學(xué)傳播專家、中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭永春告訴《中國科學(xué)報》記者，與上世紀(jì)六七十年代緣于“空間競賽”而興起的探月高潮不同，今天的各種行為都會更加理性，“一方面，我們更多地了解月球各方面特征；另一方面，也是更重要的，我們要利用月球，這也是月球基地建設(shè)的目標(biāo)和方向”。

人類未來的目標(biāo)是登陸火星，而火星距離地球最近也要5500萬公里。鄭永春表示，盡管空間站建設(shè)已經(jīng)基本成熟，但由于壽命有限且維護成本高，月球是非常理想的中轉(zhuǎn)站，以及測試各種載人航天技術(shù)成熟度的訓(xùn)練場，“如果不進行38萬公里的演練，我們沒有辦法走向更遙遠的深空” 。

建設(shè)月球基地做什么

月球基地是人類在月球上建立的工作、生活、開展科學(xué)研究的區(qū)域，當(dāng)前的月球基地建設(shè)還處于探討研究階段，主要的探索任務(wù)聚焦在“觀天、看地、測月”。

觀天，即探索宇宙。月球上空沒有大氣層，可以獲得更高清的天文圖像。此外，相對地球來說，月球的地質(zhì)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，有利于精密的天文觀測。“特別值得一提的是，月球還有兩個優(yōu)勢：一是月球南北兩極的永久陰影區(qū)溫度極低，某些地區(qū)只比絕對零度高二三十?dāng)z氏度，可以進行紅外天文觀測；二是月球背面是一片難得的寧靜區(qū)域，沒有任何人為的無線電噪聲干擾，將能更靈敏地監(jiān)聽來自宇宙深處的微弱電磁信號。”鄭永春說。

看地，即觀測地球。當(dāng)前，科學(xué)家已經(jīng)有了各種高分辨率的衛(wèi)星，但由于距離較近，很難看到地球全貌。而在月球上建立觀測站可進行全球大尺度的觀測，比如：地殼結(jié)構(gòu)的起伏、地球表面植被和大氣層中成分的變化等。

測月，則是研究月球本身�？茖W(xué)家認為，地球與月球本為同源，它們是在一次大碰撞中形成的兩個天體，有著極大的相似性。以月球為參照，人類可以更好地了解地球的歷史和“滄海桑田”。

未來要想在月球上長期生存，如何就地利用月球本身獲取人類賴以生存所必需的資源，這也是月球基地建設(shè)需要解決的重要問題。

首先是來自水的挑戰(zhàn)。10年前，科學(xué)家在月球兩極地區(qū)發(fā)現(xiàn)了固態(tài)冰凍水的痕跡，但并不確定有多厚，也不確定其是與土壤混合還是以月球表面的冰層形式出現(xiàn)。印度空間研究組織預(yù)計將于明年發(fā)射的“月船2號”探測器，以及俄羅斯預(yù)計將在2022年發(fā)射的“月球27號”探測器都瞄準(zhǔn)了這些問題。

“月球上豐富的鈦鐵礦資源可在一定條件下被氫氣還原，而反應(yīng)生成的水也將可能成為人類建立月球基地獲取水資源的重要途徑。”至于采取哪種方式，中科院地球化學(xué)所研究員劉建忠表示，要計算性價比。

食物獲取的探索也有了新的想法。在月球上，宇航員將在白色和紅色LED燈照射下的水中種植植物，進而調(diào)整改變植物的礦物質(zhì)和維生素成分組成。但這些成分如何變化、因何變化、最佳的種植環(huán)境等有待進一步研究。

值得關(guān)注的是，月球粉塵是一個不起眼卻殺傷力極強的威脅。月球粉塵非常精細和鋒利，同時由于帶有電荷而具有非常大的粘力，不僅干擾工作，也會有致命危險。在歐洲航天局所建設(shè)的“LUNA”設(shè)施中，研究人員用4500萬年前艾費爾火山爆發(fā)產(chǎn)生的火山粉末制造月球塵埃替代品，希望更逼真地還原月球表面，推進問題的解決。

商業(yè)航天助推技術(shù)升級

探月工程周期長、投資費用高昂、技術(shù)難度大。毛雷爾表示：“如果沒有商業(yè)參與, 這將需要更長的時間才能實現(xiàn)。”

今年9月18日，美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）宣布，將于2023年把私人乘客送入月球軌道。日本收藏家、企業(yè)家前澤友作買下了首座飛船的所有座位，將帶著畫家、導(dǎo)演、音樂家等6到8名頂級藝術(shù)家共同開啟繞月之旅。

“如果實現(xiàn)，說明商業(yè)航天公司是有技術(shù)能力的，將在建設(shè)月球基地方面發(fā)揮獨特作用。”鄭永春說。

商業(yè)航天是未來航天事業(yè)發(fā)展的藍海。越來越多的私人企業(yè)進入航天產(chǎn)業(yè)鏈條中，在不同領(lǐng)域發(fā)力。諸如為國際空間站提供貨物運輸服務(wù)的SpaceX公司、為普通人提供太空旅館的比格羅宇航公司、研制小型運載火箭的中國商業(yè)火箭創(chuàng)業(yè)公司“藍箭”和“零壹空間”……

據(jù)統(tǒng)計，2017年，太空產(chǎn)業(yè)收入達3480億美元，與化妝品行業(yè)的收入相差無幾，預(yù)計2040年可能增至1萬億美元。

自2007年開始，美國宇航局開始自我革命，將逐步退出低軌道商業(yè)航天發(fā)射和運營市場，將這些具有潛在商業(yè)開發(fā)價值的領(lǐng)域讓位于私人航天公司。

“哪怕不是建立月球基地，只是做月球旅行，或是在月球上設(shè)置一些科研設(shè)施，都會研發(fā)一些成本低廉、安全性高的新技術(shù)，推動人類探月事業(yè)的發(fā)展。”鄭永春表示，商業(yè)航天的優(yōu)勢在于極強的利益驅(qū)動、敢于試錯、技術(shù)更新迭代快，有助于技術(shù)進步。

同時，他也提到，商業(yè)航天發(fā)展的關(guān)鍵問題是要找到一個可持續(xù)的商業(yè)模式，“由于高風(fēng)險、高投入，一旦失敗，找不到回報的路徑，企業(yè)就很難持續(xù)下去”。