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。除了人類以外，將來還有許多動物也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1千克重的空氣要花上幾萬元的代價，不但費用高昂，而且不能像自來水那樣連續(xù)不斷地大量供給。

怎么辦呢？科學(xué)家們設(shè)想了兩個方案：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。

你也許會質(zhì)疑，月球到地球的距離，有38.4萬千米，別說鋪設(shè)管子需要穿越一段浩瀚的宇宙空間，就是在地球上，這條長度能繞地球赤道將近10圈的長管子，要鋪設(shè)起來又談何容易！

是啊，這的確不是一件容易的事。不過，科學(xué)家們想出一個神奇的點子，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！

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(zhǔn)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。如果你平時留意過，就會發(fā)現(xiàn)，自來水水龍頭流出來的水，總是一股“實心”的水流，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的能量密度最小，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，能量密度就會達到最大，光子數(shù)量最多，排列得也最緊密，以至于氣體不可能從它那兒滲透出去，這樣一來，“光壁”就像固體管壁那樣可以“裝”氣體了！

怎么輸送呢

怎樣“裝”氣體呢？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”內(nèi)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，速度也就逐漸慢了下來，這就是在自來水管越接近水塔的地方水流越急、越遠離水塔的地方水流越慢的原因。氣體在“光管”里輸送時，氣體不但不會因為與“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，就會以更快的速度向前輸送。這真是妙極了！

但按照目前激光技術(shù)的水平，如果用激光器把氣體真正輸送到月球上去，這種裝置的直徑要達到89米。月球上的接收裝置，直徑還要比地球上的大一倍，即達到178米。這在目前還不是一個理想的使用標(biāo)準(zhǔn)。

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米，接收裝置則可縮小到50米。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！