“人造月亮”，將夢想照進現(xiàn)實

程醉

“人造月亮”聽起來似乎太科幻了，月亮也能人造嗎？是的，你沒有聽錯。不但月亮能人造，咱們還計劃發(fā)射三顆上天呢！

不久前，成都一家科研機構(gòu)表示他們將在2020年完成首顆“人造月亮”的發(fā)射、入軌、展開照明的整體系統(tǒng)演示驗證。預計到2022年，三顆“人造月亮”將發(fā)射升空，并進行從展開到照明的整體系統(tǒng)演示驗證實驗。到那時，“人造月亮”的光亮可覆蓋地表3600～6400平方千米的范圍。

倘若他們的計劃順利進行并取得成功，到那時候，夜晚可就變得非常有意思啦！李白“舉杯邀明月”的時候，突然發(fā)現(xiàn)“對影”已經(jīng)成了一群人;李煜“無言獨上西樓”的時候，也得先看仔細哪個是“月如鉤”;盧綸再也看不到“月黑雁飛高”的景象了，“單于”更不可能趁夜“潛逃”了……

那么，我國的“人造月亮”項目究竟是怎么回事呢？它利用的是什么原理？又會面臨哪些困難呢？

據(jù)該項目的專家介紹說，對我國“人造月亮”的準確表達是一種攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星。它預計會部署在500千米以內(nèi)的低地球軌道上，其光照強度的最大值將是現(xiàn)在滿月時月光強度的8倍。

那么，什么是低地球軌道呢？低地球軌道也叫近地軌道，是指航天器距離地面高度較低的軌道。一般來說，軌道高度在2000千米以下的近圓形軌道都可以稱為近地軌道。

簡單地說，“人造月亮”項目就是要發(fā)射攜帶了巨大反光鏡的衛(wèi)星到太空中去。然后利用它來反射太陽光，以便在夜晚實現(xiàn)對特定區(qū)域的照明。這里的原理其實并不復雜，大致跟我們小時候用鏡子反射太陽光的游戲大同小異。

不過，問題來了?！叭嗽煸铝痢比绾尾拍軐崿F(xiàn)對某一區(qū)域24小時不間斷地照明呢？

我們都知道，地球同步軌道衛(wèi)星由于其繞地球運行的周期與地球自轉(zhuǎn)周期同步，衛(wèi)星與地球之間處于相對靜止的狀態(tài)。因此可以實現(xiàn)每天相同的時刻出現(xiàn)在相同地區(qū)的相同方位上，所以也叫“靜止衛(wèi)星”或“固定衛(wèi)星”。但是，地球同步軌道衛(wèi)星需要在35 786千米的地球靜止軌道上以每秒3.07千米的速度飛行，才能實現(xiàn)衛(wèi)星與地面的位置相對保持不變。

然而，“人造月亮”只部署在500千米以內(nèi)的低地球軌道上。那可怎么辦呢？別著急，科學家已經(jīng)想好了，他們會陸續(xù)發(fā)射三顆“人造月亮”，在等分360度的軌道平面上交替運行，以實現(xiàn)全天候照明的需要。

我國的“人造月亮”計劃一經(jīng)媒體曝光，不但在國內(nèi)引起了熱烈討論，就連國外的科學家都十分關(guān)注。原來，俄羅斯在20世紀90年代末就曾經(jīng)做過用特制的鏡子從太空反射陽光照亮地面的實驗。

為了解決俄羅斯高緯度地區(qū)的夜間照明問題，代號為“旗幟”的這種實驗前后進行過數(shù)次。其中最近的一次是在1999年2月4日，代號為“旗幟2·5”的陽光反射實驗。當時他們利用進步號貨運飛船攜帶了一面特制的反射鏡進入太空，計劃利用離心力讓反射鏡展開，形成一個直徑為25米的反射鏡面。據(jù)目前已經(jīng)透露的信息顯示，俄羅斯的這個“人造月亮”雖然總重量還不到4千克，卻能在地面形成最大7平方千米的照明范圍，反射光的亮度足以讓人讀書閱報。

然而，開展實驗時反射鏡不但未能成功展開，還與進步號的天線發(fā)生了纏繞，最終不得不終止實驗。結(jié)果，反射鏡和飛船都在進入地球大氣層時燒毀。

那么，“人造月亮”項目又到底難在哪些地方呢？

簡單地說，反射鏡得足夠大。足夠大的面積才能反射足夠多的太陽光，也才能達到夜間對特定區(qū)域照明的目的。據(jù)測算，要達到滿月時月光亮度的8倍，需要百平方米級的反射鏡才能實現(xiàn)。同時，反射鏡還得足夠輕。目前我國最具商業(yè)優(yōu)勢的快舟一號火箭進行低軌道衛(wèi)星發(fā)射，每千克報價1萬美元?？上攵?，反射鏡太重就會導致“人造月亮”的成本過高。另外，還有諸如反射鏡的反光性能、機械結(jié)構(gòu)、使用壽命等一系列的難題。

即便是解決了這些難題，在數(shù)百千米的距離上要想照亮特定區(qū)域，“人造月亮”的指向還需十分精確。因為即使反射鏡在太空中偏了百分之一度，也會讓光線指向的誤差大于10千米。更為嚴重的是，光線指向與特定中心區(qū)域相差1千米，地面上的亮度大致就會差數(shù)十倍。

可喜的是，我國“人造月亮”項目的專家告訴我們說：“我們目前的核心技術(shù)、工程基礎(chǔ)材料等方面都已經(jīng)有很高的成熟度，具備開展系統(tǒng)演示驗證階段的研制條件。”

說了這么多，這“人造月亮”到底能夠給我們的生活帶來哪些好處呢？

這好處可就多了，最直接的就是可以節(jié)約能源、節(jié)省費用。以四川成都為例，如果“人造月亮”能夠在夜晚照亮50平方千米的區(qū)域，那么一年就可以節(jié)約電費12億元以上。

更為重要的是，在遇到各種自然災害導致的斷電之后，“人造月亮”還能按照需要對災區(qū)進行照明?；叵胍幌庐斈甑摹?·12”汶川特大地震時的慘烈景象，以及在抗震救災中遇到的照明問題，“人造月亮”確實能起到不可替代的作用。

另外，“人造月亮”如果應用在軍事方面，也能起到對敵方“威懾和警告”的作用，甚至還可以產(chǎn)生一些間接性的殺傷效果。

然而，“人造月亮”一旦真正投入使用，也可能會帶來一系列的問題。

人們常說，日出而作，日落而息，人類在進化過程中早已經(jīng)適應了晝夜交替的生活，一旦夜晚不再黑暗，我們的健康就可能出現(xiàn)問題。研究發(fā)現(xiàn)，人造光會增加我們患上肥胖癥、抑郁癥、睡眠紊亂、糖尿病等疾病的概率。

對于自然界的動物和昆蟲來說，“人造月亮”帶來的影響更可能是致命的。許多候鳥在夜間遷徙時，是依靠月光或星光進行導航的?！叭嗽煸铝痢碑a(chǎn)生的非自然光亮會使它們迷失或偏離航向，造成撞樓、撞塔等事故出現(xiàn)。甚至還可能會導致它們出現(xiàn)遷徙過早或者過晚，錯過了筑巢、繁殖和其他活動的最佳環(huán)境條件。

對于光線更為敏感的昆蟲也會受到“人造月亮”的影響。直接后果就是導致趨光性昆蟲數(shù)量的下降，從而影響以它們?yōu)槭车膭游锖屠盟鼈儌鞣鄣闹参锏?。研究發(fā)現(xiàn)，目前我們使用的人造光源已經(jīng)對昆蟲、鳥類、爬行動物以及其他野生物種的繁殖、進食、睡眠等生活習性，甚至是生育周期產(chǎn)生了很大的影響。

另外，“人造月亮”還會給我們的天文觀測等科研活動帶來一定的影響。不過，我國“人造月亮”的光線強度與照明時長均可進行調(diào)整，照明精度也可控制在幾十米之內(nèi)?？紤]到大氣運動等影響因素，被照亮區(qū)域的實際光照度大致相當于夏季的黃昏時刻，也大可不必擔心生物鐘紊亂的問題。

天上懸掛著三個“人造月亮”，那該是多么浪漫、多么科幻的場景啊！讓我們對我國擬發(fā)射的“人造月亮”拭目以待吧！

（編輯 文 墨）