严肃地思考一下如何改造月球这个大问题(多图)
图片:Carl Milner / CC BY对月球进行什么改造才能在月球生活?
多么好高骛远的问题,我喜欢!
20 世纪 60、70 年代,美国曾有巨大的动力去探索月球,但随着对手的衰落,这种动力快速衰减。至今人类已经 40 多年没再踏上月球,当年意气风发的登月宇航员,现在已经是垂垂老者。
从长远看,未来 100 年内,人类一定会重返月球,并长期定居。
尽管现在还是缺少足够的动力,但我们的想象力并不会受到约束,改造月球可以先从意淫开始!
无所谓对错,好玩就行^_^
先简单了解一下月球表面,下面深色区域是月海,是比较平坦的平原。
图片出自香港天文馆
最大的月海是西边的风暴洋,最美的月海是西北方的虹湾,自虹湾向东还有雨海、澄海、静海、丰富海等。
你能在上图找到这些海吗?陪女神赏月时别忘了用上!
第一阶段:月球工程化时代
月球表面改造
提到月面改造,第一个反应是代价高昂,因为地球到月球的运输成本极高,改造的工程量极为浩大,花费的经费绝对是天文数字。
但如果换个思路,可能就没这么难了。例如为了降低成本,可以尽量减少地球到月球运输,直接在月球表面完成设备制造。打过星际争霸的人都知道,一个兵就可以建立起一个庞大的基地。
就像人是从一粒受精卵开始成长,病毒侵入人体也是从一个病毒开始,改造月球也可以从一个可自复制的机器人开始,通过不断复制来成长为更复杂的机器人群体。
只要可以复制,借助太阳能和月球的矿产,机器人数量就可以实现指数型迅猛增长。
借助机器人、机器人工厂、3D 打印等技术对月球表面进行自动化的改造。
人类负责提供需求、设计、算法,机器人则负责建造实现,逐渐把各种交通网络、能源阵列、生物农场、生活容器从点到面的建立起来。
环形山改造
利用环形山的洼地地形特点,改造成大型容器。例如人造湖泊。
当然这个湖泊上面肯定有个盖子,来维持水的液态。
http://visions2200.com/SpaceLunaHabitations.html
建立封闭的大型生态圈
或是改造为人类定居点
Shackleton Dome: Is a Domed Lunar City Possible?
坐在里面看的样子
A Domed Crater Is Home To A Lunar City by Frieso Hoevelkamp
建立月球都市
地势越平坦越适合修建道路、生活等设施,因为桥梁、隧道不用建,地面交通成本低。所以在平坦的月海平原上建立人类定居点是成本最低,交通最方便的。
下面的月球地形图可能更清楚一些,蓝色代表表低洼的地带,黄色红色则是山地。
DREAM predictions for InOMN 2010
在月海之间的交接处,一般是交通网的关键节点,例如上图的雨海和澄海交界处,是连接东西和南北要冲。
就像地球上的入海口或海峡一样,在这些点上可以起建立大型都市,例如上海、伊斯坦布尔等。
开始可以只是小型定居点,由大量的生活容器组成。
生活容器可以建造成蜂巢的六边形,根据蜜蜂的仿生学原理,六角形状可以用最少的材料获得最大的空间。如果你观察过聚集在一起的泡沫,很多泡泡就是六边形的。
Moon Base Would Lay the Groundwork for Lunar Solar Ring by 2035
随着时间推移,定居点可以发展为大型都市。
陨石防御系统
月球上没有大气保护,大量陨石会被月球引力吸引,直接砸到月球表面。
短期居住问题不大,长期居住肯定是巨大隐患,从几毫米的微陨石,到数米的大陨石,都是防御的目标。
所以需要卫星观测网和相控阵雷达网,在多个尺度、多个层次,对所有粒度的陨石进行全方位的防御。这是长期居住月球所必不可少的安全设施。
大的陨石需要利用导弹偏移其轨道,类似于战区导弹防御系统。
TEN YEARS WITHOUT A MISSILE DEFENSE CONTRACT
小、微陨石则需要激光阵列用多束强激光进行气化,来消解伤害。
这样做的另一个结果是使月球具备了武装防御能力,将来有可能会和地球爆发冲突。
在防御系统建立之前,为了有效躲避陨石、宇宙射线对人的伤害,可以把基地建在地下。
http://exonauts.blogspot.com/2011/06/moon-base-adventures-cutaway.html
拉格朗日点空间站
上面的白线是引力场,那些特殊的点叫做拉格朗日点,利用好这些点可以极大的降低太空运输的成本。
在 L1 - L5 处,地球和月球之间的重力刚好互相抵消,特别是 L1、L2 点,可以最低限度的消耗运输所需的燃料。在 L1 上建立空间站,会成为地月运输的交通枢纽,所以拉格朗日点也是月球的门户,具有极为重要的战略位置。
http://thinkingscifi.wordpress.com/2013/01/22/getting-to-mars/
如果地球和月球之间真的发生冲突,争夺 L1 点将是决定性的战役,只要地球占领 L1 点,月球就会极为被动,丧失了太空优势只能选择投降。
文章写到这,还都是小打小闹的小儿科,下面开始放大招!
第二阶段:月球生态化时代
先看问题补充
移居月球应该需要做更多的探索和改造,比如说:建立大气层,建立植被,建立生物链等等。
在术语上,这叫外星环境地球化,简称地球化(Terraforming)。
是设想中人为改变天体表面环境,使其气候、温度、生态类似地球环境的行星工程。
维基百科里还有更详细的解释,这里就不搬运了。
先看一下,如果月球被地球化会变成什么样子?上视频!
What would a Terraformed Moon Look Like
看上去是不是很震撼!
重建地球化的生态圈,看上去很美,但这比月球工程化要困难的多得多。
因为这需要从基因、微生物、细胞的微观尺度,到动植物、地貌和星球的宏观层次上都要做出全方位的改变。
通过基因改造,大量的新物种要出现,特别是人类的全新变种——月球人,他们的诞生将会对人类社会结构产生极为深远的影响。
(未完待续)
参考资料
Highway in the sky: The gravitational corridors that could help spacecraft travel the solar system
Gravitational Currents Could Slash Fuel Needed For Space Flight
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