本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
你認為你瞭解月球嗎?我曾經也這樣認為,但後來我開始閱讀“新月球:水、探索和未來棲息地”(劍橋大學出版社,2014年),才意識到我的知識僅僅是微不足道的月球塵埃。在過去的幾年裡,我的同事阿林·克羅茨教授一直在彙編一份關於我們衛星世界的驚人詳細的觀察報告——從它的科學歷史,到它的探索歷史和未來。結果令人大開眼界,並且充滿誘惑,因為它不僅表明月球可能是我們人類物種未來發展的重要組成部分,而且還令人信服地證明了事實確實如此。
我最近與作者坐下來討論這本書。以下是部分對話內容——從月球水到機器人技術,蘇聯的骯髒伎倆,通往太陽系的門戶,甚至外星人工製品!
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問:為什麼是“新”月球?
克羅茨:“‘新月球’比‘下凸月’讀起來更好聽。不開玩笑…… ;-)
關於月球有許多近期和革命性的發現,我們現在才開始體會到它們如何改變我們對月球的認知。例如,月球上至少有十億噸水冰,甚至可能達到數萬億噸。我們現在也知道,月球表面下方有廣闊的洞穴或“熔岩管”。這些可能直接關係到月球的宜居程度,併為遠端控制機器人提供探索目標。不幸的是,美國在2004年透過的月球探測計劃在2010年被放棄,就在這些發現變得明顯之後不久。
還有更多革命性的月球發現,其中一些與水有關,這些發現顛覆了關於月球發展和結構的40年前的觀點,併為探索提供了新的有趣的問題。來自美國、中國、日本、印度、歐盟和俄羅斯的機器人探測器艦隊正在開始淺嘗輒止地回答這些問題。由於除美國外,大多數航天國家都將月球置於其任務目的地清單中的優先位置,因此我們如何探索月球及其在支援人類方面的效用變得越來越重要。關於月球正在發生很多新鮮事。
問:這本書是月球資訊和歷史的非凡彙編。在您進行所有這些研究時,什麼讓您感到驚訝?
克羅茨:我認為每一章都有驚喜。在第一章中,我非常喜歡描述月球影響地球、生命和人類的各種不尋常方式。在第二章中,我挖掘出蘇聯是如何在關鍵時刻使用骯髒伎倆試圖減緩阿波羅計劃的進展。在本書出版之前,你不會在公共領域讀到很多關於這些的內容。我大量描寫了關於月球內部和表面水的新事物,我建議如何將這些應用於有利可圖的月球商業,只需幾年時間和相對較少的費用。我認為最引人注目和被忽視的是,將月球變成人類永久棲息地可能比太陽系中地球以外的任何其他地方都容易,以及當人們討論將人類送往月球時,有多少關於月球棲息地的效率沒有被強調。
問:標題中包含“水”這個詞,這不是大多數人與月球科學聯絡起來的東西,這是為什麼?
克羅茨:嗯,四十年來,我們“知道”月球是乾燥的,“幹得像骨頭”,而來自阿波羅計劃的一些樣本中包含的證據足以表明事實並非如此。我們現在瞭解水,部分歸功於更好的實驗室技術,但更重要的是,我們對這個問題變得更加開放。多年來,科學家們認為水不可能來自月球內部,因為在形成月球和改造地球的巨大撞擊中,月球內部已經被“烤乾”了。然而,再想一想,乾燥的月球並非必然來自這次巨型撞擊。正如我在書中描述的那樣,月球上可能存在大量的水,甚至與地表上的十億噸水相比,而且一個合理的預期是,在月球表面下方存在大量的水,人類及其機器可以在那裡大量獲取。我們可能應該更多地考慮數萬億噸的水。
問:可以公平地說月球是地球上最後一片偉大的荒野嗎?
克羅茨:我將月球幾乎描述為地球上最後一塊未開墾的大陸,只有12個人真正到達過那裡,而且我們只掌握了大約百分之八的月球表面的直接資訊。我們比地球兩極的早期探險家或大約1500年的美洲探險家擁有驚人的優勢,因為我們擁有整個月球的詳細和多通道地圖,並且對我們尚未到達的區域瞭解很多。一些最有趣的方面,例如月球表面下的水冰或我提到的那些熔岩洞穴的環境,仍然是未知的,必須由機器人探測車和/或現場的人類來探索。月球在這方面是獨一無二的,因為我們可以用地球控制的機器人來探索它,通訊延遲只有3秒,而不是太陽系中任何其他天體所需的幾分鐘或幾小時。我在書中詳細描述了我們對人類和機器人如何應對月球探索的瞭解。月球探索的偉大時代仍在前方。我們只需要選擇開始。
問:您對月球和我們人類的未來提出了一些大膽的分析和想法,您願意解釋一下嗎?
克羅茨:我喜歡將月球視為墊腳石的概念,即我們在探索月球中學到的東西將教會我們很多關於如何探索小行星、火星及更遠的地方的知識,例如,處理塵埃、極端溫度、機器人技術和日常需求。月球也是一個很好的中轉站,甚至是補給站,因為月球水可以很容易地分解成液態氧和液態氫,它們共同構成了一些最好的火箭推進劑。我們不再需要像土星五號那樣高111米的巨型火箭,就能將人類送往月球並返回,甚至不需要更大的火箭(或相當於許多較小火箭的運力)就能將人類送往火星和小行星帶以外的地方。相反,宇航員可以訪問月球附近的加氣站,大量補充推進劑,然後發射到目的地,而無需攜帶所有推進劑質量,在許多情況下,推進劑質量佔火箭質量的95%左右。月球可以為我們開啟太陽系的大門,使人類能夠更快地旅行,不太容易受到致命輻射以及地球軌道以外長途旅行中的其他因素的影響。
我們在月球上可能會遇到很多無法預測的事情,意外是一個真正的因素。首先,天文性質的科學實驗可以開闢全新的、有趣的前景。其次,大部分月球表面都很古老,相對未受干擾的時間長達近四十億年,一直在收集來自太陽、地球、行星際甚至星際環境的物質。有些人甚至談論外星人工製品,就像他們討論無線電搜尋外星人一樣,而月球可能是尋找這些東西的最佳地點。如果有一天開採月球表面變得有利可圖,本書詳細介紹了其中的幾個原因,誰知道我們可能會挖掘出什麼?即使我們開採月球,我們也應該始終牢記科學的可能性。月球是一項偉大的科學和商業資源,是通往其他目的地的先驅,但也充滿了未來等待我們的驚喜。
