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月球能承载多少人口?移居仍充满未知数

时间:2019-11-06 11:32:02 点击:2451    
但兰德格拉夫表示,未来几十年太空探索的发展可能会使这一过程更加经济。此外,戴尔指出,通过粉碎月球岩石,以及从深坑中挖出冰来提取月球的水,将需要大量昂贵的能源。兰德格拉夫表示,对于月球农业,我们可以用“

公元3000年,人类耗尽了地球上所有的自然资源,成为太空种族,并在月球上建立了殖民地。巨大的密封圆顶横跨月球表面,里面是几十万人居住的城市。这颗冰冷灰色的地球卫星不知何故成了人类的新家园。

在1995年的月球殖民地概念图中,月球采矿设施正在从塞雷尼塔斯海盆地的火山土壤中提取氧气。这是一个巨大的熔岩平原,资源丰富。

当然,这些纯粹是科学幻想。然而,没有一个人类的外星殖民地,任何对未来的展望都是不完整的。月亮是离地球最近的天体,所以很容易想象我们未来的家。但这一愿景与现实相符吗?有一天月亮会成为一个受欢迎的居住地吗?如果是这样,恶劣的月球环境实际上能支持多少人的生活?

回答这个问题的一个简单方法是考虑月球的面积。月球的表面积约占地球陆地总面积的15.9%(不包括海洋覆盖的面积)。理论上,如果我们用地球上人口最多的城市的密度填充这个区域,月球表面可以容纳数万亿人。

然而,有多少人能被安置在月球表面,与有多少人能被月球表面支撑而生存大相径庭。在这方面,月球绝对可以被视为地球的“穷亲戚”。

“这是一个相当贫瘠的地方,”亚利桑那行星科学研究所的高级科学家达尔比说。“每个物种都在寻求扩大自己的利基。但是这个新的“生态位”,月亮,对人类来说非常不友好。”

月亮是离地球最近的天体,所以很容易想象我们未来的家。

与地球不同,雨水不会自由地落在月球表面。更重要的是,月球也缺乏提供可呼吸空气的大气。地球的自然卫星也没有现成的生态系统,很容易支持农业发展。此外,月球特别容易受到太阳风暴的影响。太阳表面的爆炸会发出电磁辐射,如果没有磁场的保护,月球是无法偏转的。月球表面也有巨大的温差,昼夜交替也很长。

所有这一切使得月球上的生命似乎极难实现。然而,令人惊讶的是,事实并非如此。理论上,寻找月球上人类生存的基本要素,包括空气、水、食物和住所,并没有你想象的那么远。

以空气为例。为了养活月球上的前几百人,我们必须首先将空气输送到月球表面,这可以通过将空气泵入密封结构来实现。欧洲航天局月球项目经理马库斯·兰德格拉夫说,这似乎是不可持续的,但从短期来看,实际上是相当划算的。“人们起初不需要太多空气。很长一段时间,我们不需要在月球上制造空气。我们可以从地球带来空气,”他说。"运输成本仍在控制之中。"

然而,如果人口增长到数万,我们将需要在月球上合成氧气,这将是一个昂贵的过程。然而,兰德格拉夫说,未来几十年空间探索的发展可能会使这一过程更加经济。他认为这主要是因为推进飞船需要氧气。如果需求增加,“在月球上为火箭推进剂建造氧气发生器比为人们提供饮用水和空气更有经济意义。”这将降低氧气的生产成本,使月球居民更容易获得可呼吸的空气。

水,到处都是水

人类生活所需的水呢?直到几十年前,研究人员认为月球是完全干燥的。然而,后来的研究发现月球表面分布着惊人数量的水。

“我们认为月球形成时留下了水。我们也知道彗星基本上就像定期撞击月球表面的脏雪球,”达比说。"有大量证据表明,彗星撞击月球表面形成的陨石坑中仍然存在水冰。"她还说,另一个水源是呼啸而过的太阳风。这些携带质子的粒子与月球上的电子碰撞形成氢。

所有这些加起来相当多的月球水,可能足以养活相当多的人。我们在国际空间站上开发了一个水循环系统,可以将宇航员的淋浴水、尿液和汗液处理成饮用水。该系统甚至可以回收他们呼吸的水。在月球上,回收技术可以为居民创造一个闭环水源。

然而,即使水被循环利用,其储量也不是无限的。一次又一次的循环用水确实会造成一些损失,所以有必要不时补充储备。此外,戴尔指出,通过压碎月球岩石和从深坑中挖出冰来从月球中取水,将需要大量昂贵的能源。

戴尔说:“我个人的感觉是,月球殖民化的成功将取决于我们是否能把氢带到那里。”。然而,运输氢气的成本也很高:大约每公斤22万美元。

如果你不知道月球表面有多少水,很难估计月球基地能支持多少人。但是至少我们知道为月球提供一个相对可持续的水源是可能的。兰德格拉夫估计月球探险者至少在最初的5到10年里不需要开发月球的水资源。因为只有十几个人可能是第一个登上月球的人,所以将他们需要的水运送到月球并回收利用的成本不会太高。

兰德格拉夫说,对于月球农业,我们可以使用“一个几乎像生态系统一样的封闭穹顶”来模拟地球的环境条件。经过长时间的阳光照射和再生水的培养,月球作物很可能会扩大并养活成千上万的人。大量研究表明在太空种植作物是可行的。

带我去月球

关于人类是如何意识到这一切的,仍然有许多未知因素。理论上,月球的自然资源可以支撑数千甚至数百万人的生活。那么,为什么直到现在还没有人住在月球上观察地球呢?

兰德格拉夫说,殖民月球的最大障碍不一定是自然资源的限制,而是用宇宙飞船把人送上月球的巨大成本。更经济地实现这一目标需要更大胆的技术飞跃,比如发明太空电梯。如果我们有这些技术,“这意味着成千上万的人可以在月球上生活,”兰德格拉夫说,“所以水不是一个限制因素,是交通限制了我们。”

然而,我们仍然需要迅速回到现实:目前,殖民月球不是我们的现实目标。当然,我们可以把月球看作地球尽头的诺亚方舟,但目前,各国的太空机构并不把月球看作远离灾难的前哨,而是作为一个研究中心,一个可以探索太阳系其他部分的潜在基地。

也许我们可以寻找人类如何在南极洲登陆月球的线索。南极洲可能是地球上最像月亮的地方。这里的人口因季节而异,大约有1000到4000名研究人员。他们生活在寒冷干燥的环境中,完成他们的工作。目前的研究也促进了人类在月球上定居的规划。关于未来几十年将有多少人迁移到月球,一个更现实的想法是:一次几千人,而不是几百万或几十亿人。

戴尔说,随着时间的推移,甚至研究南极洲的人口也可能逐渐减少,并被更便宜、更高效的机器人所取代。“随着科学技术的进步,几乎没有任何真正的需要派人去做科学研究,”她说。

这并不意味着我们的月球殖民梦想已经结束。一个重要因素是人类有不可抗拒的探索动力。这可能会促使后代殖民月球,或者将其作为其他太空探索的中转站。“人类是为数不多的不断探索的物种之一,即使没有必要,”兰德格拉夫说,“[,我们]在这一战略上非常成功。我们能改变这一切吗?我不这么认为。”

 
 

 

 
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