給月球鋪上輸氣管

駱昌芹

未來，人類將在月球上以及圍繞地球運轉(zhuǎn)的大型人造衛(wèi)星上，建立起一座座大型居民點，以便開發(fā)月球和宇宙中的寶貴資源。這些大型宇宙居民點上的人數(shù)眾多，有的甚至要數(shù)以千萬計。除了人以外，將來還有許多動物，比如狗、貓、雞，甚至豬，也都要搬到這些大型宇宙居民點上，組成另一個繁華的世界！

用什么輸送空氣？

可是，在月球和大型人造衛(wèi)星上，都沒有人和動物最需要的物質(zhì)——空氣。如果用宇宙飛船把空氣從地球載運到月球上，運載一公斤重的空氣要花幾萬元的代價，不但費用高昂，而且還不能大量供應(yīng)，尤其沒辦法像自來水那樣連續(xù)不斷地供給。

怎么辦呢？科學(xué)家們設(shè)想了兩個辦法：一是在宇宙居民點上栽種植物，讓植物進行光合作用制造氧氣；二是鋪設(shè)一條長長的輸氣管，將地球上的空氣源源不斷地輸送到宇宙居民點。

你也許會驚奇：月球到地球的距離，遙遙384400公里，別說鋪設(shè)管子需要經(jīng)過一段浩瀚的宇宙空間，就是在地球上，這條繞地球赤道將近10圈路程的長管子，要鋪設(shè)起來又談何容易！

是啊，的確不是一件容易的事。不過，科學(xué)家們設(shè)想了一個神奇的方案，可以不用固體材料來制造這根管子，而是用“光”來構(gòu)成這根管子！

你也許會更驚奇了：光是抓不住摸不著的東西，怎么能用它來制造管子呢？如果用“光管”輸送空氣和氧氣，氣體不會全都跑光嗎？是的，這正是現(xiàn)代科學(xué)家們需要解決的問題，也是這個新奇的方案引人入勝之處。

光能裝空氣？

激光——這是大家都知道的現(xiàn)代“神光”，它具有功率大、方向準確、發(fā)散角度小、不受地球引力影響等優(yōu)點。此外，它還有一種人們不太熟悉的特性，即“不可滲透”性。也就是說，一束激光在傳播過程中，能構(gòu)成一種無形的力量，使一般氣體不可能穿透它！科學(xué)家們正是從新發(fā)現(xiàn)的這一點上設(shè)想出宇宙空氣管的。

一般的激光器發(fā)射的激光，都是一束實心的“線”，如果用長圓筒形紅寶石激光器來發(fā)射激光，那么，從它的環(huán)狀截面輸出端射出的激光，就會呈管狀。如果你留意生活的話，就會發(fā)現(xiàn)自來水水龍頭流出來的水，總是一條“實心”的水線，如果在自來水水龍頭出水口的中心，放上一個比出水口小一點的圓木塊，水就會從圓木塊四周噴出來，并且形成一根“空心”的水管！奇妙的“光管”，就與它的情況差不多。

在這種“光管”里，光束的分布是中心部位能量密度最小，也就是光子最少，越靠近圓周能量密度越大，也就是光子越多，到了圓周上，能量密度就達到最大，光子數(shù)量最多，排列的也最緊密，以至于氣體都不可能從它那兒滲透出去，這樣一來，“光壁”就能像固體管壁那樣可以“裝”氣體了！

怎么輸送呢？

怎樣“裝”呢？當(dāng)激光器開動，“光管”形成后，把氣體從“光管”的中心部位投進去，由于光子在飛速向前運動，所以投進去的氣體，就被光子“夾”帶著同時向前飛奔，這就實現(xiàn)了氣體在“光管”內(nèi)的輸送。

氣體在“光管”里的輸送，與液體在水管內(nèi)的輸送有些不同，液體在水管內(nèi)輸送時，由于水與管壁有摩擦力，因此一邊輸送一邊減少能量，速度也就慢了下來，這就是在自來水管越接近水塔的地方水越急、越遠離水塔的地方水越慢的原因。氣體在“光管”里輸送時，氣體不但不會與“光壁”摩擦失去能量慢下來，反而會因與“光壁”的接觸越奔越歡！這是因為“光壁”不同于固體的水管壁，它由飛速向前的光子組成。它一碰上氣體分子，就會推動它以更快的速度向前輸送！這真是絕妙極了！

目前，科學(xué)家們設(shè)想的這種“光管”，只能在較短的距離內(nèi)作實驗。按照目前激光技術(shù)的水平，如果用激光器把氣體真正輸送到月球上去，這種裝置的直徑要大到89公尺，月球上的接收裝置，還要比地球上的大一倍，即達到178公尺。這在目前還不是一個理想的實用標準。

但科學(xué)家們預(yù)計，隨著激光技術(shù)的突飛猛進，將來的發(fā)射裝置完全可以縮小到直徑只有25公尺，接收裝置則可縮小到50公尺。到那時，從地球到月球或從地球到宇宙中的居民點，就可以用它來大量輸送空氣和氧氣了！

之前，人類就已踏上了神秘的月球，實現(xiàn)對月球的“實地勘察”?，F(xiàn)在，大規(guī)模開發(fā)月球和地球周圍的宇宙，已經(jīng)是“可望而又可及”的了。未來，宇宙輸氣管將在宇宙大規(guī)模開發(fā)中發(fā)揮不可估量的作用?。ň庉?和恩馨）