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大科技杂志社|月球能承载多少人类生存？

现在是公元3000年 。 耗尽了地球上所有的自然资源后 ， 人类开始向太空移民 ， 目前成功在月球上建立了第一个太空殖民地：月球上空有巨大的人造大气层 ， 下面的城市里居住着几十万人 。 这个冰冷的灰色星球已经成了人类的新家 。
这个开头也许你曾在许多与月球相关的科幻小说中看到过 ， 但是到了现在 ， 生活在月球对地球人来说还仅仅是科幻吗？它能不能成为现实呢？如果人类在月球上生活能成真 ， 那么月球能承载多少人类生存呢？
如何去往月球
想要在月球生活 ， 第一步就是前往月球 ， 但是这一步本身也并不容易 。 到目前为止 ， 航天器成功登陆月球的国家仍然只有美国、苏联和中国 。 全球航天机构和私人公司曾进行了30多次航天器登陆月球的尝试 ， 但超过三分之一的尝试以失败告终 ， 这些失败的着陆器要么一头撞上了月球 ， 要么在登陆过程中“失联”了 。 载人登月更是只有美国实现了有限几次的成功 。
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那么想要成功登陆月球 ， 应该怎么做呢？首先要选择登月的路径 。 如果想“走捷径” ， 早日到达月球 ， 就要准备充足的运输预算 ， 比如美国 。 早在50年前 ， 花费了数十亿美元建造的拥有强力发动机和充足的燃料的“阿波罗11号”飞船 ， 它从地球出发 ， 向着月球直线前进 ， 三天内就到达了月球 。
但如果没有足够的运输成本 ， 就要做好“走远路”的准备 。 印度在2019年7月下旬执行的“月船2号”登月计划中 ， 飞船为了节约成本而选择了迂回的路线 ， 要多次环绕地球飞行 ， 缓慢提升轨道和速度 ， 利用惯性飞往月球 。 最终着陆器维克拉姆号花费了一个多月的时间才到达了月球的着陆点 ， 但省钱的优势是很明显的 ， 印度只花费了不到两亿美元 ， 不到美国的五分之一 。
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【大科技杂志社|月球能承载多少人类生存？】为航天器选择了合适的路径之后 ， 找到正确的着陆点也不能马虎 ， 保持联系、接受指挥也非常重要 。 就像飞机着陆前需要与空中交通管制部门联系 ， 确定好降落方向和跑道才能降落一样 ， 月球着陆器也需要接收地球发来的数据和指令 。 印度发射的维克拉姆号探月器在距离月球表面仅2千米时与它的大本营——印度空间研究组织失去了联系 ， 最终自主迫降在了月球上 ， 现在还“生死未卜” 。
登月如此复杂又费钱 ， 我们有什么更好的解决方法吗？
比起动辄上亿美元且运载不了多少人的宇宙飞船 ， 太空电梯将是更经济的运输方式 。 美国马里兰大学工程学教授萨拉曼卡·里巴提出了碳纳米管太空电梯的设想 。 为了到达月球 ， 我们需要长达数十万千米的电缆 ， 这些电缆由非常坚固又极轻的碳纳米管制成 。 预计乘坐太空电梯到太空中所需的成本不到乘坐宇宙飞船的十分之一 。
但是 ， 鉴于目前在实验室中我们所能制造出来的碳纳米管仅有几厘米长 ， 所以碳纳米管太空电梯的设想还遥遥无期 。 看来我们目前可能还是要依赖飞船进行登月 。
月球上的饮食问题
来到了月球 ， 就要解决如何生存的问题了 ， 氧气、水分和食物都是迫在眉睫的问题 ， 而这些问题 ， 科学家给出了一些解决方法 。
我们知道 ， 月球大气中没有氧气 ， 但是月球上的氧元素并不少 。 月球表面覆盖着一层细小粒子 ， 我们称之为月壤 ， 由氧化铁、氧化硅和氧化铝等金属氧化物组成 ， 含有40%～45%的氧元素 。 如果能把这些氧化物分解 ， 我们就能获得充足的氧气 。
英国格拉斯哥大学和美国航天局肯尼迪航天中心各自的研究团队都采用了同一种熔盐电解的方法从月壤中获取氧气 。 科研人员将月壤加热到约1649℃以上 ， 接着通电电解高温熔化后的月壤 ， 就可以将月壤分解 ， 获得氧气 。


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