繞過月球建前哨站

□ 龐 崢

據(jù)外媒2月12日透露，美國航宇局正在加緊評估在月球背面的第二地球與月球的拉格朗日平衡點(diǎn)（地月L2點(diǎn)，距月球6萬多千米，即距地球44萬千米）建立一個(gè)有人照料的深空前哨站的價(jià)值。這項(xiàng)計(jì)劃歡迎國際合作以及商業(yè)和學(xué)術(shù)方面的合作。地月L2點(diǎn)可以作為對多個(gè)目的地進(jìn)行探索的出入口，最終可能包括火星。

以前只能看到月球正面

月球是地球唯一一顆天然衛(wèi)星，它的繞地速度為3683千米/小時(shí)，其特點(diǎn)之一是月球繞地球一周的公轉(zhuǎn)周期與月球本身的自傳周期一樣，都為27.3個(gè)地球日，即一個(gè)恒星月（27日7時(shí)43分11秒），這種現(xiàn)象稱為“同步自轉(zhuǎn)”。因?yàn)樵虑蚬D(zhuǎn)一圈的同時(shí)只自轉(zhuǎn)了一圈，所以人類在地球上只能看見月球的正面，而背向地球的一面在在地球上永遠(yuǎn)看不見，直到月球探測衛(wèi)星發(fā)射以后，才揭開月球背面的面紗。

月球科研基地示意圖

月球的正面與背面有何不同

1959年10月7日蘇聯(lián)的月球3號探測器拍攝了第一張?jiān)虑虮趁嬗跋?，使人類首次看到了月球背面?968年美國阿波羅8號載人飛船進(jìn)行環(huán)月飛行，使人類用肉眼直接看見了月球背面。

美國“克萊門汀”探測器所拍攝的月球南極

用月球探測器遠(yuǎn)距離拍攝的月球背面

在地月L2點(diǎn)的月球空間站控制月球背面的遙控機(jī)器人

月球表面的隕石坑

通過月球探測器人們發(fā)現(xiàn)，與月球正面相比，月球背面的隕石坑（又叫撞擊坑）更多、更大，即有一大堆起伏不平的隕石坑，其中包括太陽系第二大隕石坑——艾特肯盆地，但月海（一些廣闊而地勢比較低的平原，填滿了月球內(nèi)部噴發(fā)并冷卻下來的巖漿）較月球正面要少許多。月球正面的月海覆蓋率高達(dá)31.2%，而月球背面月海覆蓋率僅為2.5%。所以有人說，月球背面是保護(hù)地球少受地外天體撞擊的天然屏障，它抵御了很多飛向地球的天體的撞擊，所以有許多隕石坑。

月球正面和背面接收到的太陽光量幾乎是相等的。雖然因月食的緣故，月球背面獲得的陽光比月球正面還多一些，但由于地球會將陽光反射至月球，所以總的來說月球正面的總亮度會比背面亮一些。

探索探月背面的難度有多大？

月球探測器和“阿波羅”載人飛船在飛進(jìn)月球背面時(shí)和地球直接的無線電通信會暫時(shí)中斷，必須等到飛出軌道之后才能恢復(fù)通信。但正是由于在月球背面可以遮蔽掉來自地球的電波干擾，因此在月球背面安置大型射電望遠(yuǎn)鏡較為理想，但必須克服幾個(gè)困難：要防止月球的微塵污染設(shè)備、月球車和月球服以及被其他的無線電源污染；遮蔽望遠(yuǎn)鏡上的導(dǎo)電材料，防止受到太陽閃焰的影響；要通過在月球軌道的中繼衛(wèi)星與地球保持聯(lián)系。

用建在地月L2點(diǎn)的月球空間站組裝和檢修人造衛(wèi)星和大型空間望遠(yuǎn)鏡

在月球背面運(yùn)行的月球空間站可為月表探測提供支持

“獵戶座”多功能飛船內(nèi)的航天員遙控月面機(jī)器人

當(dāng)然，也可在月球背面上方的地月L2點(diǎn)建立月球空間站，進(jìn)行各種探測活動。美國航宇局已計(jì)劃在地月L2點(diǎn)建立空間站，作為深空探測前進(jìn)基地。地月L2點(diǎn)是地球與月亮引力的平衡點(diǎn)，空間站在那里工作具有穩(wěn)定好、節(jié)省能源等優(yōu)點(diǎn)，并能以此為跳板，進(jìn)一步探索近月空間、小行星、月球、火星衛(wèi)星和火星甚至更遠(yuǎn)的星球。由于那里引力較小，所以能大大降低宇宙探索的成本。

“獵戶座”飛至月球背面的地月L2點(diǎn)

不過，在地月L2點(diǎn)建立月球空間站也不是一件容易的事。執(zhí)行地月L2點(diǎn)飛行任務(wù)的航天員將比執(zhí)行“阿波羅”登月任務(wù)的航天員多飛行15%的距離，在深空的時(shí)間也要長近2倍，所以受到輻射的影響較大。為此，美國目前還在論證在L2點(diǎn)建立空間站項(xiàng)目的可行性，它需要研制重型運(yùn)載火箭和具有較好防輻射功能的“獵戶座”多功能航天器。

目前，歐洲的“赫歇爾”、“普朗克”天文衛(wèi)星和我國的嫦娥二號月球探測器等正在日地L2點(diǎn)（距地球150萬千米）工作。在那里工作的好處是受萬有引力和太陽輻射干擾的干擾最小，還可以避免日凌現(xiàn)象，消耗很少的燃料，所以可長期停留，是觀測整個(gè)宇宙的理想位置。

探索月球背面的意義

在月球背面不僅可以建立理想的科研基地，也能建立能源基地，因?yàn)榇档皆虑蛘妗⑶覕y帶氦-3的太陽風(fēng)會受到地球遮蔽的影響而減少，但月球背面的月海不存在這個(gè)問題，所以太陽風(fēng)可能會把較多的氦-3帶到月球背面的月壤中。氦-3是一種高效、清潔的核聚變?nèi)剂?，因有大氣層阻隔，地球上很少，而沒有大氣層的月球上估計(jì)至少有100萬噸，如果開發(fā)出來可以為地球人提供1萬年的能源供應(yīng)。所以有人建議在月球背面建立科研基地或能源基地。

如果在地月L2點(diǎn)建立月球空間站，還可使在月球背面開展重要的遙控機(jī)器人研究成為可能，并能作為在月球背面的平靜區(qū)域開展太陽和地球科學(xué)觀測、射電天文學(xué)和其他科學(xué)研究的平臺。在這個(gè)點(diǎn)也可以組裝和檢修人造衛(wèi)星和大型望遠(yuǎn)鏡。假若建立一個(gè)由航天員照料的L2點(diǎn)，那將是迄今人類太空之旅的最遠(yuǎn)處。

科學(xué)家認(rèn)為，在地月L2點(diǎn)常駐能長時(shí)間開展生命科學(xué)研究和范艾倫輻射帶以外太空活動的防輻射研究。

“獵戶座”多功能飛船在月球背面與小型月球空間站對接