1月3日10時26分，嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面預(yù)選著陸區(qū)，并通過“鵲橋”月球中繼星傳回世界上第一張近距離拍攝的月背影像圖。

　　在中國探月計劃不斷傳來好消息的同時，各國的探月計劃也在持續(xù)推進(jìn)，人類何時再登上月球又成為熱議話題。

　　從1969年到1972年，美國共完成6次載人登月，將12名航天員送上月球。但從此至今47年間，全世界再也沒有開展過載人登月活動。

　　載人登月到底難在哪，人類在月球建立基地還需做哪些準(zhǔn)備？科技日報記者就此采訪了相關(guān)專家。

　　載人登月要用更大型火箭和飛船

　　“載人探月和無人探月最大的不同，也是它要解決的最大問題，即火箭和飛船的運載能力。”中國航天科工集團(tuán)二院研究員楊宇光告訴記者。

　　楊宇光具體介紹道，此次嫦娥四號任務(wù)中的長三乙火箭地球同步軌道運載能力是5.5噸，奔月軌道運載能力為3.8噸。“由于要攜帶大量物資和推進(jìn)劑，載人探月的火箭運載能力要大很多很多。”他說，美國“阿波羅”計劃中使用的土星5號運載火箭是截至目前人類歷史上使用過的自重最大的運載火箭，高達(dá)110.6米，起飛重量3038.5噸，總推力達(dá)3408噸，月球軌道運載能力45噸，近地軌道運載能力118噸。

　　除了火箭，載人登月任務(wù)還對飛船有很高要求。登月飛船由指令艙、服務(wù)艙和登月艙組成。在執(zhí)行登月任務(wù)時，登月艙與指令服務(wù)艙分離，登陸月面，指令服務(wù)艙則留在月球軌道上。任務(wù)結(jié)束后，航天員駕駛登月艙離開月面，與指令服務(wù)艙對接，之后，航天員進(jìn)入指令服務(wù)艙。接著，登月艙和指令服務(wù)艙再次分離，登月艙會被留在月球軌道上，指令服務(wù)艙則會點火加速，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最后濺落海面，完成返回。

　　“該任務(wù)要求飛船有極強(qiáng)的變軌能力，因為登月艙要進(jìn)行近月制動，其變軌速度大約在八九百米每秒，且要留相當(dāng)?shù)淖冘壞芰沫h(huán)月軌道返回月地轉(zhuǎn)移軌道。登月艙著陸月面和返回環(huán)月軌道的速度增量都接近兩千米每秒，要實現(xiàn)這個速度，飛船一半以上的重量都是推進(jìn)劑。”楊宇光告訴記者，美國的阿波羅計劃中，登月飛船中的指揮服務(wù)艙重量在30噸以上，登月艙則在15噸以上。

　　除了技術(shù)還需燒錢

　　眾所周知，1969年，美國東部時間7月20日22時56分，美國航天員阿姆斯特朗爬下9級舷梯，在月球表面踩下深深印記，并說出那句人類航天史上的名言：“對個人來說這是一小步，但對人類來說這是巨大的飛躍。”

　　既然幾十年前就有了阿姆斯特朗的腳印，為何此后再無更多人類的足跡登上月球？“主要是太燒錢了。”楊宇光說，“美國之所以中止阿波羅計劃，就是因為太貴。”

　　全國空間探測技術(shù)首席傳播專家龐之浩曾介紹，一枚土星五號火箭造價高達(dá)5億美元，一艘阿波羅登月飛船比等重黃金貴十多倍。阿波羅計劃歷時11年，耗資255億美元，為實施該計劃，NASA每年預(yù)算占到美國政府總預(yù)算的4.5%左右，平均每個美國家庭要負(fù)擔(dān)400多美元。這讓美國承受了巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。

　　除了傷財，阿波羅計劃還很勞民。高峰時期，參與該工程的有2萬家企業(yè)、200多所大學(xué)和80多個科研機(jī)構(gòu)，總?cè)藬?shù)超過30萬。

　　“阿波羅計劃只是送了三個航天員（其中兩個人登月）去月球，成本就如此高昂。”楊宇光說，當(dāng)時有一種說法：每發(fā)射一艘用于登月的土星五號重型火箭，就相當(dāng)于燒掉一艘航空母艦。

　　由于這是一項為了目標(biāo)不惜代價的工程，且技術(shù)難度極大，因而除了性價比低，其可靠性也不高，承擔(dān)著很大風(fēng)險。楊宇光認(rèn)為，該工程技術(shù)途徑比較冒進(jìn)，一些設(shè)備冗余做得很少，從安全性角度來看十分冒險。

　　正因此，脫離了冷戰(zhàn)時期特殊的國際政治環(huán)境，此后各國在載人登月計劃方面都相當(dāng)謹(jǐn)慎。為了政治目的不惜代價將人送上月球的時代早已終結(jié)，如今的探月活動，注重的是將科學(xué)探索和經(jīng)濟(jì)利益相結(jié)合，以探測月球資源為主，為未來月球資源的開發(fā)利用打基礎(chǔ)。

　　“要實現(xiàn)從月球往返及建立月球基地，首先要解決成本問題。”楊宇光認(rèn)為，核電推進(jìn)和空間核反應(yīng)堆兩種技術(shù)的結(jié)合，是未來人類以相對比較低的成本開發(fā)太空必然要走的途徑。

　　建立月球基地面臨很多坎

　　盡管現(xiàn)階段造假高昂，但由于月球獨特的地理位置使其成為人類探索深空的跳板，以及其豐富的資源，經(jīng)過30多年的沉寂，進(jìn)入21世紀(jì)，國際社會掀起了新一輪的載人登月浪潮，并將在月球建立常駐基地作為目標(biāo)。

　　龐之浩說，人類探月的總步驟分為“探、登、駐”三步。美國已走完前兩步，后續(xù)登月活動勢必以駐月為目標(biāo)，包括建造能源基地、科研基地等，讓航天員在月球上長期工作和生活。2017年底，特朗普正式簽署“太空政策一號指令”，要求NASA重啟登月計劃。

　　不過，楊宇光說，由于月球特殊的環(huán)境，在那建基地目前來看還非常困難。

　　“首先是選址的問題。一種選擇是在月球正面即近赤道區(qū)域，這個區(qū)域的好處是易于到達(dá)，往返地球相對方便，但弊端是這里有長達(dá)14天的月夜。漫長的黑夜里沒有光照，沒有能量來源，這對人類是個極大挑戰(zhàn)。”楊宇光表示。

　　另一種選擇是將基地選址在月球背面南極附近，“這個區(qū)域有永久光照，但是很難到達(dá)。”楊宇光說，所以如何選址是個兩難問題。

　　如何就地利用月球本身獲取人類賴以生存所必需的資源，也是月球基地建設(shè)需要解決的重要問題。首先是來自水的挑戰(zhàn)。10年前，科學(xué)家在月球兩極地區(qū)發(fā)現(xiàn)了固態(tài)冰凍水的痕跡，但并不確定有多厚，也不確定其是與土壤混合還是以月球表面的冰層形式出現(xiàn)。印度空間研究組織預(yù)計將于明年發(fā)射的“月船2號”探測器，以及俄羅斯預(yù)計將在2022年發(fā)射的“月球27號”探測器都瞄準(zhǔn)了這些問題。

　　關(guān)于食物的獲取及水的循環(huán)利用等，多國科學(xué)家正在通過建立高閉合度的生物再生生命保障系統(tǒng)來進(jìn)行探索。其中， 北京航空航天大學(xué)實施的“月宮365”實驗共歷時370天，是世界上時間最長、閉合度最高的生物再生生命保障系統(tǒng)實驗。該試驗特點是載人飛行器進(jìn)入外太空后可不再需要或很少需要地面物質(zhì)支持，氧氣、水和食物在系統(tǒng)內(nèi)通過生物技術(shù)實現(xiàn)再生，航天員可長期在站內(nèi)工作和生活，使得長期載人航天和行星探測成為可能。

　　同時，在月球上還要克服輻射問題。地球由于有地磁場和大氣層保護(hù)，輻射很小。“但月球上沒有全球性磁場，有強(qiáng)烈的輻射，對機(jī)器和元器件會產(chǎn)生影響，對人的影響更大。”楊宇光說，現(xiàn)在主流觀點認(rèn)為可以用月壤來建立保護(hù)屏障。

　　此外，由于沒有大氣層保護(hù)，隕石可直接撞擊，這對月球基地是極大的隱患，所以，月球基地在設(shè)計上要充分考慮這些因素。

　　“無人月球科考站可能會率先建成，而要建設(shè)有人的月球基地恐怕還需要相當(dāng)長時間。”楊宇光認(rèn)為從目前人類的技術(shù)儲備來看，要建立永久性月球基地，還有很多技術(shù)難題要解決，耗費也會十分驚人，需要通過多國合作的模式才能實現(xiàn)。（記者 操秀英）?

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