歐洲航天局最近有一個新的“大動作”

自從1972年美國阿波羅登月計劃結束后，再也沒有人登上過月球，但在探索登月的道路上，人類從未停止過腳步。不，歐洲航天局最近有一個新的“大動作”。

他們將與德國航天中心(DLR)合作，在科隆的歐洲航天局航天中心新建一個模擬月球土壤和月球棲息地的項目，作為測試探月技術的“訓練場”，模擬的環(huán)境將盡可能精確地還原月球表面。

該設施名為“LUNA”，占地面積超過1000平方米，有望成為有史以來最大的月球模擬項目。

“我希望在退休前展示我的技能。技術上，我相信在月球上行走是可行的。”48歲的德國歐洲宇航員馬蒂亞斯莫伊雷爾非常樂觀。他是這個百萬歐元項目的項目經(jīng)理。

人類進入深空的“中轉站”

月球是距離地球最近的天體，距離地球38萬公里。它礦產(chǎn)資源豐富，人類要去更遙遠的深空。月球是不可避免的“中轉站”。

在阿波羅計劃之后，對月球的探索一度陷入停滯，不僅在美國，在世界上大多數(shù)國家也是如此。主要原因是成本很高，但是短時間內(nèi)很難得到任何好處。此外，許多國家認為，與其他緊迫的問題相比，登月似乎并不那么緊迫。

去年12月，美國簽署太空政策指令，宣布重返月球，并承諾“將NASA從近地軌道的后勤活動中解放出來，轉而專注于太空探索”，對月球的探索再次升溫。從那以后，美國宇航局鼓勵私營公司加快著陸技術的發(fā)展，并計劃在未來五年申請數(shù)十億美元的財政支持。

今年10月，歐洲空客防務航天公司聯(lián)合美國藍色起源公司發(fā)起“月球競賽”，鼓勵全球月球愛好者設計開發(fā)可持續(xù)探月關鍵技術。

“經(jīng)過幾十年的發(fā)展，世界各國都深刻認識到了月球的價值，探月的熱度又回到了過去。”中國科協(xié)月球與深空探測國家科學傳播首席專家、中國科學院國家天文臺研究員鄭永春對《中國科學報》記者表示，與上世紀六七十年代因“太空競賽”而掀起的探月高潮不同，今天的行為會更加理性?！耙环矫?，我們更了解月球的各方面特征；另一方面，更重要的是我們利用月球，這也是月球基地建設的目標和方向?！?

人類未來的目標是登陸火星，火星到地球最近的距離是5500萬公里。鄭永春說，雖然空間站建設基本成熟，但月球由于壽命有限、維護成本高，是理想的中轉站和檢驗各種載人航天技術成熟程度的訓練場。“沒有38萬公里的演習，我們無法進一步深入深空”。

建月球基地怎么辦？

月球基地是人類在月球上工作、生活和進行科學研究的區(qū)域。目前，月球基地建設仍處于探索研究階段，主要探測任務集中在“觀天、觀地、測月”。

觀察天空意味著探索宇宙。月球上沒有大氣層，所以我們可以獲得更高清晰度的天文圖像。此外，與地球相比，月球的地質(zhì)結構更加穩(wěn)定，有利于精確的天文觀測?！疤貏e值得一提的是，月球有兩大優(yōu)勢：一是月球南北兩極永久陰影區(qū)溫度極低，部分地區(qū)僅比絕對零度高20至30攝氏度，可用于紅外天文觀測；第二，月球背面是一個罕見的安靜區(qū)域。沒有任何人為的無線電噪聲干擾，它將能夠更靈敏地監(jiān)測來自宇宙深處的微弱電磁信號?！编嵱来赫f。

看地面，也就是觀察地球。目前，科學家們擁有各種高分辨率衛(wèi)星，但由于距離較近，很難看到地球的全貌。月球上的觀測站可用于全球大尺度觀測，如地殼結構的波動、地球表面植被的變化和大氣中的成分等。

測量月球就是研究月球本身?？茖W家認為，地球和月球原本是同源的，是大碰撞形成的兩個天體，有很大的相似性。以月球為參照，人類可以更好地了解地球的歷史和“滄桑”。

未來要在月球上長期生存，如何在當?shù)乩迷虑虮旧慝@取人類生存所必需的資源，也是月球基地建設中需要解決的重要問題。

首先是來自水的挑戰(zhàn)。十年前，科學家們在月球極地發(fā)現(xiàn)了固態(tài)凍結水的痕跡，但他們不確定它有多厚，是與土壤混合還是以月球表面冰的形式存在?？臻g研究組織預計明年發(fā)射的“月川二號”探測器和俄羅斯預計2022年發(fā)射的“岳躍27號”探測器都是針對這些問題。

“月球上豐富的鈦鐵礦資源在一定條件下可以被氫氣還原，反應生成的水很可能會成為人類建造月球基地獲取水資源的重要途徑?！敝劣诓捎媚姆N方法，中國科學院地球化學研究所研究員劉建中表示，應該計算性價比。

對糧食收購的探索也有了新的思路。在月球上，宇航員將在由白色和紅色發(fā)光二極管燈照亮的水中種植。

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的“LUNA”設施中，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)航天助推技術升級

探月工程周期長、投資費用高昂、技術難度大。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，美國太空探索技術公司(SpaceX)宣布，將于2023年把私人乘客送入月球軌道。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、導演、音樂家等6到8名頂級藝術家共同開啟繞月之旅。

“如果實現(xiàn)，說明商業(yè)航天公司是有技術能力的，將在建設月球基地方面發(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，在不同領域發(fā)力。諸如為國際空間站提供貨物運輸服務的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，或是在月球上設置一些科研設施，都會研發(fā)一些成本低廉、安全性高的新技術，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動、敢于試錯、技術更新迭代快，有助于技術進步。

同時，他也提到，商業(yè)航天發(fā)展的關鍵問題是要找到一個可持續(xù)的商業(yè)模式，“由于高風險、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”。