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环球即时看！“月盾”、地月直播……《独行月球》看门道

来源：科普中国

7月29日，科幻喜剧《独行月球》正式上映。除了带给大家欢笑，这部电影背后的门道不少，比如帮地球抵御小行星撞击的“月盾”、月球基建和生活、地月流畅直播等细节，都隐藏着不少航天知识，就让我们来看一看吧。


【资料图】

防御小行星帮大忙

电影中展示了一个场景：人类为抵御小行星撞击地球的威胁，在月球上紧急部署了“月盾计划”。事实上，这个方案并非完全空想，月球确实为保护地球帮了不少忙。

据不完全统计，地球史上共发生了22次不同程度的生物大灭绝，至少11次与近地小行星撞击相关，6500万年前终结恐龙命运的那次撞击堪称典型。可以说，在可预见的未来，小行星撞击或许是地球人最需要警惕的危险之一。而地球大体上保持安全到今天，月球这个“天然护盾”实实在在帮了不少忙，月面那些被陨石等撞出的坑坑洼洼就是月球“劳苦功高”的有力证据。

为抵御小行星撞击威胁，人类已经开始行动。各航天大国都探讨了近地小行星防御计划，曝光的方案包括：通过核爆炸、激光剥蚀、动能直接撞击等方式将小行星摧毁；在小行星上安装反向发动机，或利用太空拖船、太阳光压、引力牵引等技术手段，偏转小行星的运行轨道，避免其撞上地球。月球作为地球的“近邻”，人类除了考虑用其“柔弱身躯”为地球挡住小行星之外，还有更多办法可以协助地球人保护蓝色母星。

众所周知，月球上的引力仅为地球上的1/6左右，且空气阻力可以忽略不计。如果我们能将月球建设成发射基地，那么从月球发射经过结构、动力等特殊改造的航天器，燃料消耗会小得多，在安全、环保等方面的代价也会低得多。只要预警时间有保证，相信人类开展小行星防御行动的效能将显著提高。

如果觉得从月球发射拦截器太难，可以考虑更简单的预警用途，把月球建设成“前沿哨所”。地月平均距离超过38万公里，部署在月球表面或绕月轨道上的预警设备将为防御小行星赢得宝贵的时间，地球人有机会更早地干预小行星运行轨迹。

除此之外，我们还可以利用月球对小行星的较大引力，尝试促使小行星变轨，哪怕只是偏离一点，也足够让小行星和地球“擦肩而过”。

总之，相信在人类的共同努力下，防御小行星的手段会越来越成熟，未来的地球一定更加安全。

月球大基建不是梦

月球是离地球最近的自然天体，人类想飞出“摇篮”，月球是无法回避的“第一站”。可以说，建造月球基地将是人类开发外星球的第一步，而月球基地也将是人类飞向深空的“跳板”和“中转站”，成为熟悉外星球环境的“训练营”。哪怕是电影中设想的打造“月盾”，同样离不开月球基地支持。

月球蕴藏着人类渴求的宝贵资源，其中许多资源是地球上稀缺的。如氦-3是核聚变的优质燃料，估计地球储量只有500公斤，而月球储量很可能有百万吨之多。有研究认为，100吨氦-3核聚变发电可满足全人类1年用电需求，月球的氦-3储量理论上能够消除“地球电荒”。

如果说应用核聚变原料氦-3还有不少难关需要攻克，那么月球上同样储量丰富的铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝等资源则具备更现实的价值，太空采矿和航天发射有望迎来前所未有的发展机遇。考虑到航天器往返地月之间的运载能力有限，人类要开发利用月球资源，必须在月球上建立生产、加工、转运基地，设立物资供给站。

此外，月球表面的近似真空、低重力是地球上难以复制和长期保持的特殊环境，对科学研究有着特殊价值。如天体起源追溯、生物遗传工程、深空生命保障、人造生物圈等项目，都将在月球上得到比地球上更好的科研条件。畅想不久的未来，月球基地将成为各国重要的前沿科研中心，与空间站并驾齐驱。

精密复杂且实用价值大的科研活动少不了人类参与，为此，一系列科研、生产、生活设施将在月球上建立起来。尤其是供氧、供水、供电等生命支持保障系统，有必要先行建设。

为保障月球基地长期运行，所需的生产资料和生活资料必须尽量自给自足，最好实现“原位利用”，甚至必要时能够“出口”地球。然而，由于月球没有足够浓度的大气层保护，被天体直接撞击破坏的概率比地球大得多，人类的永久性月球基地或许要建在地下或山体内才能保证安全。

有科学家经测算认为，月球基地的屋顶和墙壁有必要覆盖厚达3米的月壤，尽量依托月球表面的岩石层，构建坚固的防御系统，抵御陨石撞击和无孔不入的宇宙射线、太阳风等侵袭，提升人类在外星球生存繁衍的概率。

月球生活不再孤独

众所周知，月球被地球“潮汐锁定”了，地球人凭肉眼永远只能看到月球的一面。不过，随着科技进步，人类已经向月球背面发射了航天器，揭开了月球神秘的“面纱”，也为地月通信创造了技术前提。

无论是“前沿哨所”，还是商业化矿场，在月球基地工作生活的人类都不能孤悬在“老家”之外，与地球之间的通信交流是必不可少的。为此，除了考虑在月球上建立永久通信基站、设置信号塔之外，还有必要发射月球同步卫星、地月中继通信卫星等。

当然，在月球基地的通信方面，有不少难题需要克服，比如月球球体的阻隔。这导致月背一度被认为是“通信禁区”。

2018年我国的鹊桥中继卫星打破“禁忌”，成功地为在月球背面执行探测任务的嫦娥四号着陆器和巡视器提供中继通信服务，替地球和月球搭建起跨越40多万公里的通信“桥梁”，想必为解决月球基地的通信难题验证了相关技术。

另外，太阳风等对通信会产生巨大干扰。太阳风本质上是高速带电粒子流，由于地磁场保护，地球人对此感受不深，但在缺乏全球性稳定磁场的月球上，日常使用的电磁波通信手段可就没那么方便了，跨越数十万公里的地月流畅通信更是难上加难。

为了保障通信质量，使电影中的恶搞视频直播成真，人类未来有必要应用“不带电”的高速媒质光通信、量子通信等技术，实现地月流畅交流。

最近，中国航天员在天宫空间站流畅地收看地面火箭发射直播，表明航天通信技术再获进步。未来空间站、人造卫星也有望成为重要的通信中继节点，为地月流畅通信提供保障。相信随着载人探月、月球基地建设步伐加快，地球人看月球网红直播将不再遥远。到那时，即使真的“独行月球”，人类也将不再孤单。

关键词： 近地小行星 前沿哨所

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