掘地三尺,仰望星空,月球上資源將從何而來?
簡(jiǎn)介:月球上的冰也許能為人類所用,但人類使用的第一個(gè)能源,是太陽(yáng)能。
當(dāng)聽到人們對(duì)于未來開發(fā)月球的種種看法時(shí),你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)在你冰箱里可能存在的物質(zhì),將有著可能改寫游戲規(guī)則的潛力——冰。
探險(xiǎn)家們對(duì)于未來他們能收集到的月球地表下的冰塊寄予厚望,這些冰既可以用來供宇航員們引用,也可以用來制造火箭燃料,進(jìn)而降低往返旅行的成本。但是,在機(jī)器人撕開月球表面并從其他化合物中提取冰的過程中,跳過了考慮月球上的資源的第一步。在最近的一次科學(xué)會(huì)議上,專家強(qiáng)調(diào),冰永遠(yuǎn)不會(huì)是人類在月球上使用的第一種資源。
而這種資源,應(yīng)該是陽(yáng)光!
“我們擁有的第一個(gè)也是最方便利用的資源是太陽(yáng)能?!泵绹?guó)宇航局華盛頓總部的地質(zhì)學(xué)家兼首席勘探科學(xué)家杰克·布萊徹在5月28日舉行的月表科學(xué)線上虛擬研討會(huì)上如是說道。
能源意味著動(dòng)力,尤其是對(duì)于那些在月表操作的儀器,以及美國(guó)宇航局計(jì)劃在月球上建設(shè)的常駐基地,作為其阿爾忒彌斯計(jì)劃的一部分,這個(gè)計(jì)劃的短期目標(biāo)是讓人類在2024年之前登陸南極。
這兩種資源是直接對(duì)立的,它們都依賴于月球與太陽(yáng)的空間排列方式。與地球不同,月球的旋轉(zhuǎn)軸或多或少垂直于太陽(yáng)系平面,該平面包含了太陽(yáng)、地球和月球等星球。地球的軸向傾斜給我們帶來了四季,因?yàn)閮A斜的半球面能接受更多的陽(yáng)光,使得極地的白天變得難以置信的長(zhǎng),而漫長(zhǎng)的極夜則會(huì)更少。
但月球上卻不如此。在那里,每日的循環(huán)是固定不變的。在兩極,沒有傾斜角意味著陽(yáng)光明暗在很大程度上受地形限制,高處位置會(huì)擋住本該到達(dá)較低區(qū)域的陽(yáng)光。
圖解:月球南極的圖像顯示,隨著照明的事件推移,骷髏隕石坑的深處靠近畫面中心。(圖源:NASA/GSFC/亞利桑那州大學(xué))
在這個(gè)鴻溝的陰暗面是長(zhǎng)久的黑暗區(qū)域,它們?cè)S多位于使月球表面?zhèn)劾劾鄣碾E石坑中,那里的溫度常年很低,水始終保持著凍結(jié)的狀態(tài)??碧綄<艺f,在鴻溝的向陽(yáng)一面,在那些被稱為“永晝的山峰”的地方,第一批月球資源收集基地將在這里建立。
位于美國(guó)宇航局休斯頓航天中心的行星科學(xué)家山姆·勞倫斯說:“由于存在近乎永久的光照,由阿爾忒彌斯計(jì)劃授權(quán)的空間委員會(huì)指定的極地的位置正在啟用——日照是一種資源?!?/p>
盡管如此,在這次會(huì)議中,冰的潛力引發(fā)了最多的討論,同時(shí),在美國(guó)宇航局的書面未來愿景中,指出了阿爾忒彌斯計(jì)劃下的月球探索將是可持續(xù)性的。
“我們聽說過很多極地可揮發(fā)物質(zhì)的故事,可以肯定的是,這是個(gè)好故事”勞倫斯說,“但日照才是我們?cè)诎栠瘡浰褂?jì)劃中實(shí)際追求的資源。”
太陽(yáng)能
太陽(yáng)能是來自太陽(yáng)的輻射光和熱,并被一系列不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)加以利用,例如太陽(yáng)能熱水器、光伏發(fā)電、太陽(yáng)熱能、太陽(yáng)能建筑、熔鹽發(fā)電廠和人工光合作用。
太陽(yáng)能是可再生能源的重要來源,根據(jù)它被捕獲、分配和轉(zhuǎn)化的方式,這些技術(shù)被廣泛地分為了被動(dòng)太陽(yáng)能和主動(dòng)太陽(yáng)能。主動(dòng)太陽(yáng)能技術(shù)包括通過光伏系統(tǒng)、太陽(yáng)能集中和太陽(yáng)能加熱來利用能源。被動(dòng)太陽(yáng)能技術(shù)包括使建筑物面朝太陽(yáng)、選擇具有良好吸熱性或光分散特性的材料,以及設(shè)計(jì)室內(nèi)空間的空氣自循環(huán)系統(tǒng)。
大量可用的太陽(yáng)能使其成為極具吸引力的電力來源。聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署在其2000年世界能源評(píng)估中發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)能的潛力為每年1575~49837艾焦(EJ,10^18J)。這比2012年世界能源消耗總量的559.8艾焦高了好幾倍。
2011年,國(guó)際能源署表示:“開發(fā)負(fù)擔(dān)得起、取之不盡、用之不竭的清潔太陽(yáng)能技術(shù)將帶來巨大的長(zhǎng)期利益。它將通過依賴本土資源、不會(huì)耗盡、獨(dú)立于進(jìn)口資源的方式來提高各國(guó)的能源安全,增強(qiáng)能源可持續(xù)性,減少污染,降低緩解全球變暖的成本,并保持化石燃料的價(jià)格始終低于其他能源。這些優(yōu)點(diǎn)是惠及全球的。因此,應(yīng)將早期部署激勵(lì)措施帶來的額外的成本視作學(xué)習(xí)投資——它們必將被合理地使用和廣泛地傳播。
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FY: Aphelion
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