月球挖矿地点划分
『壹』 派遣一只飞碟去月球挖矿,应该挖掘哪些类型矿物比较容易而且值钱容易转卖
飞碟到月球,那么飞碟肯定不会很大,这样子的话必须要搞一些很好的矿物质才能不至于亏本。地球上卖得贵的也就是那些钻石,铀。就挖这些就好了
『贰』 月球基地构想图生活区、采矿区、科研区、太阳能发电站和宇宙飞船航天站等几部分,
?您想说什么
『叁』 有人说月球采矿10年内就能实现,有什么依据吗
人类要在月球定居,不可能什么都从地球运过去,因而,首先必须发展太空资源原位利用技术,这是人类在太空中可持续发展的关键,也是人类进一步探索火星和更深入探索太阳系其他星球的踏脚石。当然,从长远来看,若成本足够低,开采太空资源运回地球也是有可能的。
『肆』 谁能设计一下月球基地生活区或采矿区(高一地理)
月球基地——生活区 1969年7月20日是值得人类永远纪念的日子。这一天,美国"阿波罗11号"宇宙飞船载着宇航员首次登上人类梦寐以求的月球,宇航员尼尔阿姆斯特朗第一个人类的足迹印在月球上,并且意味深长地说:"对一个人来说,这是一小步;但对人类来说,这是跨了一大步。"的确,美国宇航员登月的创举,为人类探索迷人的月球揭开了崭新的一页。从那时起,各国科学家更是为未来的月球生活展开了积极的研究。地球人登上月球后,必须首先开辟生活基地。太空开发专家估计,20世纪初将出现最初步的基地。它的直径为6米,长为15米,可以供6-8人居住。以后,月球基地将扩大到可以供给8-32人居住;随着登月人员的增多,月球基地将进一步扩大到能容纳125人 。最初登上月球的人,为建造更大的月球生活基地做准备。当登月移民达到上百人后,便逐步形成工业生产系统了。怎样在月球上建设生活基地呢?日本科学家提出了两种施工方案。一种是"巢穴法", 就是在月球表面挖掘一条大约5米的沟,里面置放一个直径3米的圆筒形电动加热器。在沟的上面覆盖上大约2米厚的砂子,砂子加热到摄氏1200度左右,便会熔化,成为 像玻璃那样的液体,等冷却以后,这种玻璃液就会形成一层数厘米厚的壳,盖在沟上,沟下面可以供给地球移民居住。随着月球生活基地的扩大和来自地球移民的增多,最后将建设起"月球城"。日本大林建筑公司已经设计出在月球上建设城市的方案。那是利用分布在月球表面许多巨大的火山口建造的宇宙住宅,它们好象一个个金色的小圆球,簇拥着一幢向前延伸的巨型旅馆的螺旋形大厦,总共可容纳大约10万人住在里面舒适地生活。月球城内 将划分为生活区、工业区、农业区,里面也有地球上的山脉、河流、森林等不同环境,上面还将有各种生物,使原来沉寂凄凉的广寒宫充满生机。奇妙的是,这个月球城每隔一两分钟便自转一周,使生活区中产生与地球上一样的重力。这样,那里面的一切都将和地球上的一样。据科学家说,这座令人神往的月球城可以指望它在2050年建成。从科学家们的种种设想、作用,我们可以发现,未来的月球生活是多么诱人啊!
『伍』 月球基地应该是什么样子
月球上有些地方的黑夜可以持续334个小时,而月球南极更是长夜漫漫,在那里太阳从来没有升高过。而月球核裂变电站系统将可以为这些月球区域提供可靠的电力供应,不需使用太阳能。 此月球核电站系统将在核子裂变的通用法则上实施,但得有几个方面的改进以适应太空环境。此系统将在反应堆中分裂铀原子以产生热量,之后再利用这些热量来发电。 月面基地挖矿区:http://hiphotos..com/liqian2003520/pic/item/cccd551fe898fcece0fe0b8b.jpg 介绍:月球基地——生活区 1969年7月20日是值得人类永远纪念的日子。这一天,美国"阿波罗11号"宇宙飞船载着宇航员首次登上人类梦寐以求的月球,宇航员尼尔阿姆斯特朗第一个人类的足迹印在月球上,并且意味深长地说:"对一个人来说,这是一小步;但对人类来说,这是跨了一大步。"的确,美国宇航员登月的创举,为人类探索迷人的月球揭开了崭新的一页。从那时起,各国科学家更是为未来的月球生活展开了积极的研究。地球人登上月球后,必须首先开辟生活基地。太空开发专家估计,20世纪初将出现最初步的基地。它的直径为6米,长为15米,可以供6-8人居住。以后,月球基地将扩大到可以供给8-32人居住;随着登月人员的增多,月球基地将进一步扩大到能容纳125人 。最初登上月球的人,为建造更大的月球生活基地做准备。当登月移民达到上百人后,便逐步形成工业生产系统了。怎样在月球上建设生活基地呢?日本科学家提出了两种施工方案。一种是"巢穴法", 就是在月球表面挖掘一条大约5米的沟,里面置放一个直径3米的圆筒形电动加热器。在沟的上面覆盖上大约2米厚的砂子,砂子加热到摄氏1200度左右,便会熔化,成为 像玻璃那样的液体,等冷却以后,这种玻璃液就会形成一层数厘米厚的壳,盖在沟上,沟下面可以供给地球移民居住。随着月球生活基地的扩大和来自地球移民的增多,最后将建设起"月球城"。日本大 林建筑公司已经设计出在月球上建设城市的方案。那是利用分布在月球表面许多巨大的火山口建造的宇宙住宅,它们好象一个个金色的小圆球,簇拥着一幢向前延伸的巨型旅馆的螺旋形大厦,总共可容纳大约10万人住在里面舒适地生活。月球城内 将划分为生活区、工业区、农业区,里面也有地球上的山脉、河流、森林等不同环境,上面还将有各种生物,使原来沉寂凄凉的广寒宫充满生机。奇妙的是,这个月球城每隔一两分钟便自转一周,使生活区中产生与地球上一样的重力。这样,那里面的一切都将和地球上的一样。据科学家说,这座令人神往的月球城可以指望它在2050年建成。从科学家们的种种设想、作用,我们可以发现,未来的月球生活是多么诱人啊! 月球基地——采矿区 开采月球的几点原因 (1)大量研究表明,月球有丰富的矿产资源。月球虽然环境恶劣,但也有独特的优点:引力很小,在那里建造发射场向空间发射载荷成本很低;没有大气,在那里建造天文台能看得更远、更清楚;在那里建造太阳能发电站效率高;月球有丰富的矿藏,能造福人类……总之,月球有巨大的开发价值 (2)首次在月球上发现有冰存在。这对于建立月球基地有极重要的意义。1998年1月6日,美国又发射“月球勘探者”探测器。美国宇航局公布探测结果时说:月球表面南北两极有大量的冰,贮量可能高达60亿吨,在极区甚至有冰湖存在。这个探测结果可信度很高,令科学家激动不已。 (3)月球南极有一些区域接近于在太阳的永久照射之下。沙克尔顿环形山的边缘是一个特别令人感兴趣的区域,因为它有80%的时间处于阳光的照射之下。距离这个区域只有10公里的位置还有两个区域,总共有98%的时间处于阳光的照射之下。距离此处不远的环形山内部是一些永久性阴影区,那里储存的冰因为没有受到阳光的照射而不会融化。 (4)这里是建立第一个月球基地的理想区域。可以把生产电力的太阳能阵列放置在阳光充足的区域,并通过微波或电缆与之相连。这样,位于沙克尔顿环形山边缘的区域就可以得到近乎源源不断的太阳能供应,而且能够很容易获取月球储存的冰资源。月球的北极比南极较为平坦,但是初步估计结果显示,那里在面积达1.3万平方公里的永久性阴影区。 采矿区的计划 1、科研人员利用扫描电子显微镜和光谱仪分析研究了以超薄形状作为被研究样本的月球土壤。这种分析方法能够区分大小。 2、在100纳米范围内的月球土壤金属粒子。研究发现,月球土壤中含有铁、银、金、铅、钼和非规则的金锌含铜粒子,还有含有锡和铜的两种金属锑粒子和铼粒子。铁是月球土壤中含量最多的元素,铼粒子的大小达到了10微米。科学家还发现,钼元素是月球上固有的,而不是以前认为的来自地球宇航设备。另外,科研人员首次在月球土壤中发现了由镉、锌、铁、锰和硫组成的硫镉矿,还找到了含有铜的硫化金和在地球上没有的碘化铑。但科研人员在月球土壤中既没有发现铂,也没有发现钯元素。 科研人员对所发现的金属元素的形成进行了分析,认为金锌含铜粒子可能是在月球玄武岩岩浆形成的早期阶段产生的,然后在火山的爆发下被带出到月球表面;而银、金、铅、锡和锑也是火山活动的结果;铼是月球土壤中固有的,而不是以前认为的来自陨石;硫镉矿和钼可能是在裂缝岩石中低温环境下由气相形成的。 3 、 中国的月球卫星上将安装成像光谱仪等仪器,获取月面三维影像,制作出高精度、大比例尺、立体的月球地图。 美国曾经对月球上的铀、钾等5种资源进行勘探, 而我国将勘探14种资源在月球的详细分布。 4、中国探月计划中精彩的一节就是,月球探测器在月球上软着陆,同时派出月球车巡视探测。探测地点将根据第一阶段月球卫星拍回的精密“地图”来圈定,精细探测对象是着陆区的土壤、岩石、环境,这将为建设月基天文台,进一步开展月球研究打好基础。 中国的月球卫星上将安装成像光谱仪等仪器,获取月面三维影像,制作出高精度、大比例尺、立体的月球地图。美国曾经对月球上的铀、钾等5种资源进行勘探,而我国将勘探14种资源在月球的详细分布。 月球基地——科研区 科研区的计划 1、 重点为月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布特点、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。在 工程上的核心是实现从地球走向月球。充分利用我国现有成 熟航天技术,研制和发射月球探测卫星,突破地月飞行、远 距离测控和通信、绕月飞行、月球遥测与分析等技术,并建 立我国月球探测航天工程初步系统。 2、 建立天然实验室与特殊材料生产基地 由于月球的特殊地理结构和独特的自然环境,使许多在地球上无法进行的研究与实验可以在月球上顺利完成,这对医学研究和植物栽培将起到意想不到的促进作用 3、理想的对天观测和对地监测站 月球没有大气(或极为稀薄),而且夜间的温度低而稳定,这对提高和扩大天文观测的精度和范围都非常有利。由于月球稳定的构造特点以及月球自转与公转周期相同等因素,在月面上可以持续进行14个地球日的夜间观测。因此,在月面建立观察网不但可以进行全方位持续的天文观测,同时可以对地球的地质构造及环境变化进行监测与研究,特别是对近地空间乃至深空小天体对地球可能构成的威胁进行监测。一旦发现有小天体(如陨石、彗星等)向地球方向运行并可能撞击地球时,可及时利用激光或其它武器予以摧毁或改变其运行方向,从而起到保护人类的作用。未来人类通过在月球上建立科研基地进行天文学、 空间科学、地球科学、生命科学与材料科学 等的研究,有助于人类更好地了解月球、地球 和太阳系起源和演化等问题。 4、在月球上找到行星形成及发展演变的线索和地球早期历史的相关信息 月球还是一个天然的空间站。近来人们对月球的研究兴趣日益浓厚,美国航空航天局(NASA)已经制定了利用机器人对月球进行探测的计划,预计相关项目将于2009年开始实施。 5、除了科研和商业用途之外,月球探索计划还有军事用途。美国几家国防单位,例如国防先进研究项目局和海军研究实验室均在研制用于月球探索的新技术,国防部也在研发利用微型军用卫星对月球加以分析的相关技术。美国空间司令部负责太空行动的负责人、空军准将西蒙-沃登表示,美军将在未来几年之内对准月球发射几枚小型军用卫星。NASA下属的月球探测部门还表示,将利用现有能力和技术在月球与地球之间建立一个名为L1的集结点,这个集结点受到的月球和地球引力可以保持均衡,从而有利于在围绕地球运行的空间站与月球之间建立联系。 月球基地——太阳能发电站 研究表明,大约50年后,人类目前广泛使用的传统能源煤、石油和天然气将面临严重短缺的局面。严峻的能源危机迫使人类将目光转向浩瀚的宇宙,而月球是人类寻找地球以外能源的首选目标。解决能源危机困难重重 目前,科学家正在努力寻找解决能源危机的办法,而月球以其独特的环境特征、巨大的能源储库,自然成为人类寻找地外能源的首选目标。 本来,科学家一直将希望寄托在太阳能和核反应堆上(包括核裂变发电和核聚变发电)。然而,浓密的地球大气层致使在地球上利用太阳能有许多不稳定因素;利用核裂变反应获得电力的方法往往产生大量放射性废料,容易造成严重的环境污染。而目前正加速发展的利用氘和氚热核聚变反应堆生产能源的方法,同样因形成强大的中子辐射而存在放射性问题。 在月球上建太阳能发电厂 由于月球表面几乎没有大气,太阳辐射可以长驱直入。计算表明,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。按太阳能能量密度为1.353千瓦/平方米计算,假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。 由于月球自转周期恰好与其绕地球公转周期的时间相等,所以月球的白天是14天半,晚上也是14天半,一天相当于地球一个月的长度,这样它就可以获得更多的太阳能。科学家认为,如果在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂,就可以获得极其丰富而稳定的太阳能,这不但解决了未来月球基地的能源供应问题,而且随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能,为地球提供源源不断的能源。 月壤中富含氦—3 现实可行的解决未来能源问题的途径是建造和使用氦—3同位素(3He)的热核反应堆,这种反应堆没有中子辐射,不会造成环境危害。但遗憾的是地球上3He储量极为有限,地球天然气中理论上的总含量仅为10—15吨,而月壤中富含3He。 除了极少数非常陡峭的撞击坑和火山通道的峭壁可能有裸露的岩石外,整个月球表面都被月壤覆盖,在月海区平均厚约5米,月陆区厚约10米。这些土壤长期接受太阳的照射,富集由太阳风粒子直接注入的挥发性化学元素和同位素,在这些稀有气体中就有大量的3He。据估算,月壤中3He的资源总量可达100万—500万吨。3He是一种清洁、安全和高效的核聚变发电的燃料。据专家计算,如果采用D—3He(氘和3He进行核聚变反应产生电能)核聚变发电,美国年发电总量仅需消耗25吨3He;中国1992年的年发电总量只需8吨3He,全世界一年有100吨3He就够了。以目前全球电价和空间运输成本算,1吨3He的价值约40亿美元,而且随着空间技术发展,空间运输成本肯定将大大下降。最近法国科学家宣布,2030年将使利用3He进行核聚变发电商业化。这样,开发利用月壤中的3He将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。
『陆』 月球的月貌和地球的地质
月球俗称月亮,也称太阴。月球的年龄大约也是46亿年,它与地球形影相随,关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里,是地球的3/11。体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。
月球上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“ 海 ”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山,深达8788米。除了环形山,月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现,别有一番风光。
月球的正面永远向着地球。另一方面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外,月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代,月球的背面一直是个未知的世界。
月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。
轨道资料
平均轨道半径 384,400千米
轨道偏心率 0.0549
近地点距离 363,300千米
远地点距离 405,500千米
平均公转周期 27天7小时43分11.559秒
平均公转速度 1.023千米/秒
轨道倾角 在28.58°与18.28°之间变化
(与黄道面的交角为5.145°)
升交点赤经 125.08°
近地点辐角 318.15°
物理特征
赤道直径 3,476.2 千米
两极直径 3,472.0 千米
扁率 0.0012
表面面积 3.976×107平方千米
扁率 0.0012
体积 2.199×1010 立方千米
质量 7.349×1022 千克
平均密度 水的3.350倍
赤道重力加速度 1.62 m/s2
地球的1/6
逃逸速度 2.38千米/秒
自转周期 27天7小时43分11.559秒
(同步自转)
自转速度 16.655 米/秒(于赤道)
自转轴倾角 在3.60°与6.69°之间变化
(与黄道的交角为1.5424°)
反照率 0.12
满月时视星等 -12.74
表面温度(t) -233~123℃ (平均-23℃)
大气压 1.3×10-10 千帕
月球约一个农历月绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。
相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,我们只能看见月球永远用同一面向著地球。自月球形成早期,月球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38 毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15 微秒。
月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道,因此月球在星空中移动时,极区会作约7度的晃动,这种现象称为天秤动。再者,由于月球距离地球只有60地球半径之遥,若观测者从月出观测至月落,观测点便有了一个地球直径的位移,可多见月面经度1度的地区。这种现象称为天秤动。
严格来说,地球与月球围绕共同质心运转,共同质心距地心4700千米(即地球半径的2/3处)。由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球北极上空观看,地球和月球均以迎时针方向自转;而且月球也是以迎时针绕地运行;甚至地球也是以迎时针绕日公转的。
很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实,轨道倾角是相对于中心天体(即地球)而言的,而自转轴倾角则相对于卫星(即月球)本身的轨道面。在这个定义习惯很适合一般情况(例如人造卫星的轨道)而且是数值相当固定的,但月球却非如此。
月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持著5.145 396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+ 5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之间变化。同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15° + 1.54°)及3.60°(即5.15° - 1.54°)。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.002 56°的摆动,称为章动。
白道面与黄道面的两个交点称为月交点--其中升交点(北点)指月球通过该点往黄道面以北;降交点(南点)则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时,便会发生日食;而当满月刚好在月交点上时,便会发生月食;
月球的周期 名称 Value (d) 定义
恒星月 27.321 661 相对于背景恒星
朔望月 29.530 588 相对于太阳(月相)
分点月 27.321 582 相对于春分点
近点月 27.554 550 相对于近地点
交点月 27.212 220 相对于升交点
月球轨道的其它特征 名称 数值 (d) 定义
默冬章 (repeat phase/day) 19 年
平均月地距离 ~384 400 千米
近地点距离 ~364 397 千米
远地点距离 ~406 731 千米
轨道平均偏心率 0.0549003
交点退行周期 18.61 年
近地点运动周期 8.85 年
食年 346.6 天
沙罗周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天
轨道与黄道的平均倾角 5°9'
月球赤道与黄道的平均倾角 1°32'
人类登月探索:
第一件到达月球的人造物体是前苏联的无人登陆器月球2号,它于1959年9月14日撞向月面。月球3号在同年10月7日拍摄了月球背面的照片。月球9号则是第一艘在月球软著陆的登陆器,它于1966年2月3日传回由月面上拍摄的照片。另外,月球10号于1966年3月31日成功入轨,成为月球第一颗人造卫星。
在冷战期间,美利坚合众国和前苏联一直希望在太空科技领先对方。这场太空竞赛在1969年7月20日第一名人类登陆月球时进入高潮。美利坚合众国阿波罗11号的指令长尼尔·阿姆斯特朗是踏足月球的第一人,而尤金·塞尔南则是最后一个站立在月球上的人,他是1972年12月阿波罗17号任务的成员。参看: 月球宇航员列表
阿波罗11号的太空人留下了一块9英吋乘7英吋的不锈钢牌匾在月球表面,以纪念这次登陆及为有可能发现它的其他生物提供一些资料。
牌匾上绘有地球的两面,并有三名太空人及当时美利坚合众国总统尼克逊的签署。
6次的太阳神任务及3次无人月球号任务(月球16、20、24号)把月球上的岩石及土壤样本带回地球。
在2004年2月,美利坚合众国总统乔治·沃克·布什提出于2020年前派人重新登月。欧洲航天局及中华人民共和国亦有计划发射探测器前往月球。欧洲的Smart 1探测器于2003年9月27日升空,并于2004年11月15日进入绕月轨道。它将会勘察月球环境及制作月面X射线地图。
中华人民共和国亦积极开展探月计划,并寻求开采月球资源的可行性,尤其是氦同位素氦-3这种有望成为未来地球能源的元素。有关中华人民共和国探月计划,见嫦娥工程条目。
日本及印度亦不甘后人。日本已初步订出未来探月的任务。日本的宇宙航空研究开发机构甚至已著手计划的有人的月球基地。印度则会先发射无人绕月探测器Chandrayan。
有关月亮的神话:
在中华人民共和国古代神话中,关于月亮的故事数不胜数。在古希腊神话中,月亮女神的名字叫阿尔忒弥斯,她是太阳神阿波罗的孪生妹妹,同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好象弯弯的月牙儿,象征着阿尔忒弥斯的神弓。
月球是地球唯一的天然卫星,是距离我们最近的天体,它与地球的平均距离约为384401千米。它的平均直径约为3476千米,比地球直径的1/4稍大些。月球的表面积有3800万千米,还不如我们亚洲的面积大。月球的质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面重力则差不多相当于地球重力的1/6。
月球的轨道运动 月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。
周期173日。
月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.32166日,正好是一个 恒星月,所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”,几乎是卫星世界的普
遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因:
1。在椭圆轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。 2。白道与赤道的交角。
月球的物理状况---月面的地形主要有:
环形山 这个名字是伽利略起的。它是月面的显著特征,几乎布满了整个月面。 最大的环形山是南极附近的贝利环行山,直径295千米,比海南岛还大一点。小的环行山
甚至可能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的 7-10%。
有个日本学者1969年提出一个环形山分类法,分为克拉维型(古老的环形山,一般都
面目全非,有的还山中有山)哥白尼型(年轻的环形山,常有“辐射纹”,内壁一般带有
同心圆状的段丘,中央一般有中央峰)阿基米德形(环壁较低,可能从哥白尼型演变而来 )碗型和酒窝型(小型环形山,有的直径不到一米)。
月海 肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上 的原因,这个名不副实的名称保留到了现在。
已确定的月海有22个,此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。公认的22 个绝大多数分布在月球正面。背面有3个,4个在边缘地区。在正面的月海面积略大于
50%,其中最大的“风暴洋” 面积越五百万平方公里,差不多九个法国的面积总和。 大多数月海大致呈圆形,椭圆形,且四周多为一些山脉封闭住,但也有一些海是
连成一片的。除了“海”以外,还有五个地形与之类似的“湖”----梦湖、死湖、夏 湖、秋湖、春湖,但有的湖比海还大,比如梦湖面积7万平方千米,比汽海等还大得
多。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”,都分布在正面。湾有五个:露湾、暑 湾、中央湾、虹湾、眉月湾;沼有腐沼、疫沼、梦沼三个,其实沼和湾没什么区别。
月海的地势一般较低,类似地球上的盆地,月海比月球平均水准面低1-2千米,
个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。月面的返照率(一种量度反射太阳光本领的物理量)也比较低,因而看起来现得较黑。
月陆和山脉 月面上高出月海的地区称为月陆,它一般比月海水准面高2-3千 米,由于它返照率高,因而看来比较明亮。在月球正面,月陆的面积大致与月海相等
但在月球背面,月陆的面积要比月海大得多。 从同位素测定知道月陆比月海古老得多,是月球上最古老的地形特征。
在月球上,除了犬牙交差的众多环形山外,也存在着一些与地球上相似的山脉。 月球上的山脉常借用地球上的山脉名,如阿尔卑斯山脉,高加索山脉等等,其中最长的山脉为亚平宁山脉,绵延1000千米,但高度不过比月海水准面高三,四千米。 山脉上也有些峻岭山峰,过去对它们的高度估计偏高。现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿,最高的山峰(亦在月球南极附近)也不过9000米和8000米。
月面上6000米以上的山峰有6个,5000-6000米20个,4000-5000米则有80个,1000米以 上的有200个。
月球上的山脉有一普遍特征:两边的坡度很不对称,向海的一边坡度甚大,有时 为断崖状,另一侧则相当平缓。
除了山脉和山群外,月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在 月海中,这种峭壁也称“月堑”。
月面辐射纹 月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美 丽的“辐射纹”,这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带,它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。 辐射文长度和亮度不一,最引人注目的是第谷环形山的辐射纹,最长的一条长1800千米,满月时尤为壮观。其次,哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。据统计,具有辐射纹的环形山有50个。
形成辐射纹的原因至今未有定论。实质上,它与环形山的形成理论密切联系。现 在许多人都倾向于陨星撞击说,认为在没有大气和引力很小的月球上,陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用,火山爆发时的喷 射也有可能形成四处飞散的辐射形状。
月谷(月隙) 地球上有着许多著名的裂谷,如东非大裂谷。月面上也有这种 构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷,它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米不等。 那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区,而那些较窄、较小的月谷(有时又称为月溪)则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海 的阿尔卑斯大月谷,它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断,很是壮观。从太空拍得的照片估计,它长达130千米,宽10-12千米。
从何而来?---月球形成之迷
月球是外星人的宇宙飞船:这并非无稽之谈,因为科学的动力就在于大胆的想象,没有创见就不会有新的突破,爱因斯坦提出的相对论当时又何尝不是无稽之谈。而中国人在科学上欠缺的正是这种大胆的创见。
我们为什么总看不到月球的背面
月球总以一个面对着地球.是因为月球的自传和公转周期是相同的.(27.32166日)
要理解这一现象,你可以做一个实验.画一个圆,标出正东西南北方向.你站在圆心(代表地球),再找一个朋友,站在圆上,让他面部朝前(即不扭动脖子),沿着圆逆时针挪动,要求他在沿着圆挪动的时候,保持面部始终朝向圆心,也就是你.那么这样一个过程就基本模拟了月亮饶地球转动的过程.
很明显,在这样一个过程中,你的朋友始终是一个面(前面)面向你.下面理解为什么在这样一个过程中,公转周期等于自转周期.
你的朋友从你的正北方出发,绕着你转动,再一次出现在正北方的时候,他就完成了一个公转周期.(类似于月亮饶地球公转一周的时间.)
下面看看他的自转时间是多少.我们不妨还设定当你的朋友在你的正北位置,面部朝向正南时的姿态为初始姿态..然后我们就可以发现当你的朋友逆时针挪动到你的正西方位置时,他的自转姿态就发生了逆时针90度的旋转.(如果你的朋友在过程中不"自转"的话,那么当他在此位置时,他面向的不是你,而仍然是朝向正南方向.而实际实验时你的朋友在此位置却是朝向正东方向,所以他相对与初始位置逆时针绕自己旋转了90度.
类似地,当他走到你的正南方向时,他相对于初始姿态自传了180度.当他走到你的正东方向时,他相对于初始姿态自传了270度.当他再次走到你的正北方向时,他相对于初始姿态自传了360度.也就是说他完成了一个自转周期.
因为完成一个公转过程就刚好完成了一个自转过程,所以从时间上来看,这个自转周期就等于公转周期.因为在整个过程中,你的朋友总是以身体面部朝向你,也就是说,月亮总是以一个面朝向地球.
广寒宫——月球
每当夜幕降临,一轮明月升上夜空,清澈的月光洒满大地,让人产生无数情思遐想。文人墨客更是对月亮倍加青睐,唐代诗人张若虚的“江上何人初见月,江月何年初照人”,还有宋代文学家苏轼的“明月几时有,把酒问青天”,都可称得上是脍炙人口的咏月佳句。
月球俗称月亮,也称太阴。在中国古代神话中,关于月亮的故事数不胜数。古希腊神话中,月亮女神的名字叫阿尔特弥斯,同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好象弯弯的娥眉,同时象征着阿尔特弥斯的神弓。
皓月当空,我们能够清楚地看到它上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山。 位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。 最深的环形山是牛顿环形山,深达8788公里。除了环形山,月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现,别有一番风光。
月球的年龄,大约也是46亿年,它与地球形影相随,关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60~65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里,是地球的3/11。体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。
月球的形成有以下几个观点。
一.分裂说。这是最早解释月球起源的一种假设。早在1898年,著名生物学家达尔文的儿子乔治·达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出,月球本来是地球的一部分,后来由于地球转速太快,把地球上一部分物质抛了出去,这些物质脱离地球后形成了月球,而遗留在地球上的大坑,就是现在的太平洋。这一观点很快就收到了一些人的反对。他们认为,以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。再说,如果月球是地球抛出去的,那麽二者的物质成分就应该是一致的。可是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,发现二者相差非常远。
二.俘获说。这种假设认为,月球本来只是太阳系中的一颗小行星,有一次,因为运行到地球附近,被地球的引力所俘获,从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说的观点认为,地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起,久而久之,吸积的东西越来越多,最终形成了月球。但也有人指出,向月球这样大的星球,地球恐怕没有那麽大的力量能将它俘获。
三.同源说。这一假设认为,地球和月球都是太阳系中浮动的星云,经过旋转和吸积,同时形成星体。在吸积过程中,地球比月球相应要快一点,成为“哥哥”。这一假设也受到了客观存在的挑战。通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,人们发现月球要比地球古老得多。有人认为,月球年龄至少应在70亿年左右。
四.大碰撞说。这是近年来关于月球成因的新假设。1986年3月20日,在休士顿约翰逊空间中心召开的月亮和行星讨论会上,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的本兹、斯莱特里和哈佛大学史密斯天体物理中心的卡梅伦共同提出了大碰撞假设。这一假设认为,太阳系演化早期,在星际空间曾形成大量的“星子”,星子通过互相碰撞、吸积而长大。星子合并形成一个原始地球,同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。这两个天体在各自演化过程中,分别形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐构成的幔和壳。由于这两个天体相距不远,因此相遇的机会就很大。一次偶然的机会,那个小的天体以每秒5千米左右的速度撞向地球。剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态,使地轴倾斜,而且还使那个小的天体被撞击破裂,硅酸盐壳和幔受热蒸发,膨胀的气体以及大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。这些飞离地球的物质,主要有碰撞体的幔组成,也有少部分地球上的物质,比例大致为0.85:0.15。在撞击体破裂时与幔分离的金属核,因受膨胀飞离的气体所阻而减速,大约在4小时内被吸积到地球上。飞离地球的气体和尘埃,并没有完全脱离地球的引力控制,他们通过相互吸积而结合起来,形成全部熔融的月球,或者是先形成几个分离的小月球,在逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。
月亮成分
45亿年前,月球表面仍然是液体岩浆海洋。科学家认为组成月球的矿物克里普矿物(KREEP) 展现了岩浆海洋留下的化学线索。KREEP实际上是科学家称为“不兼容元素”的合成物--那些无法进入晶体结构的物质被留下,并浮到岩浆的表面。对研究人员来说,KREEP是个方便的线索,来明了月壳的火山运动历史,并可推测彗星或其他天体撞击的频率和时间。
月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝 及氢。当受到宇宙射线轰击时,每种元素会发射特定的伽玛辐射。有些元素,例如:铀、钍和钾,本身已具放射性,因此能自行发射伽玛射线。但无论成因为何,每种元素发出的伽玛射线均不相同,每种均有独特的谱线特征,而且可用光谱仪测量。
直至现在,人类仍未对月球元素的丰度作出面性的测量。现时太空船的测量只限于月面一部分。
天秤动
由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近日点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远日点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为经天秤动。
『柒』 月球基地构想(图)
月球基地——生活区
1969年7月20日是值得人类永远纪念的日子。这一天,美国"阿波罗11号"宇宙飞船载着宇航员首次登上人类梦寐以求的月球,宇航员尼尔阿姆斯特朗第一个人类的足迹印在月球上,并且意味深长地说:"对一个人来说,这是一小步;但对人类来说,这是跨了一大步。"的确,美国宇航员登月的创举,为人类探索迷人的月球揭开了崭新的一页。从那时起,各国科学家更是为未来的月球生活展开了积极的研究。地球人登上月球后,必须首先开辟生活基地。太空开发专家估计,20世纪初将出现最初步的基地。它的直径为6米,长为15米,可以供6-8人居住。以后,月球基地将扩大到可以供给8-32人居住;随着登月人员的增多,月球基地将进一步扩大到能容纳125人
。最初登上月球的人,为建造更大的月球生活基地做准备。当登月移民达到上百人后,便逐步形成工业生产系统了。怎样在月球上建设生活基地呢?日本科学家提出了两种施工方案。一种是"巢穴法",
就是在月球表面挖掘一条大约5米的沟,里面置放一个直径3米的圆筒形电动加热器。在沟的上面覆盖上大约2米厚的砂子,砂子加热到摄氏1200度左右,便会熔化,成为
像玻璃那样的液体,等冷却以后,这种玻璃液就会形成一层数厘米厚的壳,盖在沟上,沟下面可以供给地球移民居住。随着月球生活基地的扩大和来自地球移民的增多,最后将建设起"月球城"。日本大
林建筑公司已经设计出在月球上建设城市的方案。那是利用分布在月球表面许多巨大的火山口建造的宇宙住宅,它们好象一个个金色的小圆球,簇拥着一幢向前延伸的巨型旅馆的螺旋形大厦,总共可容纳大约10万人住在里面舒适地生活。月球城内
将划分为生活区、工业区、农业区,里面也有地球上的山脉、河流、森林等不同环境,上面还将有各种生物,使原来沉寂凄凉的广寒宫充满生机。奇妙的是,这个月球城每隔一两分钟便自转一周,使生活区中产生与地球上一样的重力。这样,那里面的一切都将和地球上的一样。据科学家说,这座令人神往的月球城可以指望它在2050年建成。从科学家们的种种设想、作用,我们可以发现,未来的月球生活是多么诱人啊!
月球基地——科研区
科研区的计划
1、 重点为月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布特点、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。在
工程上的核心是实现从地球走向月球。充分利用我国现有成
熟航天技术,研制和发射月球探测卫星,突破地月飞行、远
距离测控和通信、绕月飞行、月球遥测与分析等技术,并建
立我国月球探测航天工程初步系统。
2、 建立天然实验室与特殊材料生产基地 由于月球的特殊地理结构和独特的自然环境,使许多在地球上无法进行的研究与实验可以在月球上顺利完成,这对医学研究和植物栽培将起到意想不到的促进作用
3、理想的对天观测和对地监测站 月球没有大气(或极为稀薄),而且夜间的温度低而稳定,这对提高和扩大天文观测的精度和范围都非常有利。由于月球稳定的构造特点以及月球自转与公转周期相同等因素,在月面上可以持续进行14个地球日的夜间观测。因此,在月面建立观察网不但可以进行全方位持续的天文观测,同时可以对地球的地质构造及环境变化进行监测与研究,特别是对近地空间乃至深空小天体对地球可能构成的威胁进行监测。一旦发现有小天体(如陨石、彗星等)向地球方向运行并可能撞击地球时,可及时利用激光或其它武器予以摧毁或改变其运行方向,从而起到保护人类的作用。未来人类通过在月球上建立科研基地进行天文学、
空间科学、地球科学、生命科学与材料科学
等的研究,有助于人类更好地了解月球、地球
和太阳系起源和演化等问题。
4、在月球上找到行星形成及发展演变的线索和地球早期历史的相关信息 月球还是一个天然的空间站。近来人们对月球的研究兴趣日益浓厚,美国航空航天局(NASA)已经制定了利用机器人对月球进行探测的计划,预计相关项目将于2009年开始实施。
5、除了科研和商业用途之外,月球探索计划还有军事用途。美国几家国防单位,例如国防先进研究项目局和海军研究实验室均在研制用于月球探索的新技术,国防部也在研发利用微型军用卫星对月球加以分析的相关技术。美国空间司令部负责太空行动的负责人、空军准将西蒙-沃登表示,美军将在未来几年之内对准月球发射几枚小型军用卫星。NASA下属的月球探测部门还表示,将利用现有能力和技术在月球与地球之间建立一个名为L1的集结点,这个集结点受到的月球和地球引力可以保持均衡,从而有利于在围绕地球运行的空间站与月球之间建立联系。
『捌』 月球表面基地图
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在月球上设计供航天员生活和室内工作的居住舱跟在地球上设计一套房子完全不同。月球上的设计受很多因素的影响,包括航天员的人数、基地的性质和任务、航天员的停留时间、月面的环境、基地的布局和选址等等。
居住舱的设计首先要考虑航天员的人数,航天员人数的多少决定了居住舱的大小,6个人住的和10个住的不一样,10和人的跟20个人的又不一样。在月球基地的初期,人数不会太多,因此居住舱比较小,随着基地的不断发展和扩大,航天员人数也越来越多,居住舱也会越来越大。停留时间也是一个重要影响因素,航天员停留几天或几周属于短暂停留,居住舱的设计就比较简单;如果停留几个月或者几年,那就是中期或者长期停留,这种情况下居住舱的设计就比较复杂。
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环境跟地球环境决然不同,居住舱首先要保证航天员的安全。月面上是真空环境,沙尘很多,而且有强烈的宇宙辐射,在设计居住舱的时候要保证它的气密性,不能漏气。气密性如果不好,舱就会迅速减压,后果很严重。月面上的的沙尘很多,对人体和仪器设备都会产生不良影响,要采取有效的措施来防止沙土进入舱内。
最困难的是防辐射。在地球上,因为有大气层和地磁场的防护作用,人们一般不会受到宇宙线的照射。但是月面,没有大气层和地磁场,因此航天员在月面上活动很容易受到宇宙线的照射。月球上的宇宙线主要是太阳宇宙线、银河宇宙线和太阳风。防宇宙线的办法主要是用各种各样的防辐射屏蔽。溶洞是天然的防辐射屏蔽,如果把居住舱建在溶洞内,对于防宇宙射线是一种比较有效的措施和办法。
基地的布局主要是指基地是建在月面上还是建在月面下。如果建在月面上,居住舱的顶部必须要用很厚的月球土壤和岩石覆盖,才能防宇宙线的照射;如果是建在月面下,包括建在溶洞中和月面下的隧道内,由于自然的防宇宙线作用,可以简化居住舱的设计。基地的选址也是一个影响因素,月球两极地区的居住舱与月球赤道附近的居住舱,在设计上也有很大不同。
居住舱的结构材料和建造方式直接影响居住舱的设计,因此在设计居住舱时首先要确定居住舱使用什么样的结构材料和采用什么样的建造方式。月球居住舱的结构材料和建造方式主要有以下几种:
预制舱:在地球上预先将居住舱完成制造,发射到月面;
充气式结构:通过充气膨胀形成的居住舱,这种居住舱可以整个都是充气的,也可以部分充气。
预制的框架结构:通常是一些预制的金属管和接头,将金属管和接头的连接起来,即形成居住舱的框架结构;
帐篷式结构:即居住舱的顶部呈帐篷式,这种结构的特点是建造方便;
开凿隧道建的居住舱,在月面上开凿一条隧道,在隧道内建居住舱,在月球下面找不到溶洞的情况下可以采取这种方法;
陨石坑内的居住舱:将居住舱建在月球的陨石坑内,这种方式特别适合于月球极区建的基地;
溶洞中的居住舱:月球溶洞是火山活动的结果,在溶洞中建造居住舱可以有效防备宇宙辐射的危害;
用混凝土建的居住舱:混凝土是利用月球岩石生产的,用混凝土建居住舱的最大好处就是坚固耐用;
玄武岩居住舱:将月球玄武岩经加工制成各种建筑材料,用这种建筑材料建成居住舱;
用玻璃纤维增强复合材料制成的居住舱:这种玻璃纤维增强复合材料是由月球工厂生产的;
金属居住舱:从月球矿石中提炼出铝、铁和钛等金属,然后制成建筑材料,再用这些材料建造居住舱。
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基地由6个居住舱组成,居住舱呈大圆筒形,长10米,直径4.5米,两个居住舱前后相接,形成一组,共组成3个组,排成一排,借助舱下面的支架安放在月面上。舱的顶部用一层厚的月球土壤覆盖,以防宇宙线的照射。由于覆盖层比较厚重,不能直接压在居住舱的顶部,因此必需在居住舱的上方用金属支柱、支架、和横梁搭建一个巨大的顶蓬,用以支撑覆盖层的重量。由于该基地主要是从事科学研究,因此共有6名航天员,这3组居住舱中一组作航天员生活起居用,一组作月球实验室,还有一组作为后勤保障。这种居住舱是在地球上预先制造好的,用航天飞机运送到地球轨道上,再用大型货运飞船运送到月面上。
这个设计方案后来有人又作了改进,主要是将覆盖层和顶蓬改用混凝土制作,混凝土是在月球上用岩石生产出来的,另外将大圆筒式的金属居住舱改成充气式结构,居住舱的大小和形状取决于混凝土结构下面所留的空间。这种改进的目的主要是将月球基地建成一个供航天员永久性居住的场所,同时使居住舱的运输问题大为简化并使运输费用大幅降低。
月球基地居住舱:
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充气式大圆球居住舱 :
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基地的居住舱是一个直径16米的大圆球,可供12名航天员在里面生活和工作,舱内总容积为2145立方米,可供使用的面积为742平方米。整个居住舱是一个可充气的结构。
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舱壁分两层:里层是一种多层不透气的气囊结构,气囊内可以充气;外层为涂有防热涂料的高强度材料。外层的外面用1米厚的月球土壤覆盖住,作为防辐射屏蔽层。整个舱壁结构和防辐射屏蔽层由六根中心金属柱子和六根周边金属肋支撑。
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居住舱从下到上分为5层:
最底层为一层,该层一部分安装环控生保系统,一部分作为基地的储藏室;
第二层为基地实验区;
第三层为基地控制区,与气闸舱相通;第四层是航天员工作区;
第五层是最上层,为航天员生活区。在居住舱的外边还有一个货物进出站,由加压管道与居住舱相通,是仪器设备进出居住舱的通道。
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圆筒形居住舱的直径为8米,长44米,内部空间2145立方米,可供使用的面积为547平方米,能容纳12名航天员在里面生活和工作。支持结构由内部地板、拱形支架和外部结构组成。
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支持结构顾名思义,是对充气式居住舱的内部设备、家具和航天员起支撑作用,此外在压力丧失的情况下还可以起保护作用。居住舱的舱壁也是用多层不透气的气囊和涂有防热涂料的高强度材料制成的。
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永久性月球基地的居住舱
永久性月球基地有12名航天员,包括飞船的着陆和起飞设备、太阳能发电站、月球开矿设备、航天员居住舱和实验室、核电站和月球天文台。航天员的居住舱和实验室一种由五层结构组成的复合体,其中第一层在月面上,其余4层在月面下。第一层是航天员出舱活动设备层,由两部分组成,里面包括气闸舱、月球服的维修、保养和储存设备。这一层的顶部覆盖有防辐射的月球土壤。第二层不是一层建筑结构,而是一个竖井状通道,竖井上连接第一层,竖井下连接第三层,竖井中安装有电梯,供航天员进出各楼层时使用。第三层和第四层安装在月球溶洞内,两层紧连在一起,是航天员的居住舱和实验室。这两层开始是充气结构,成型以后被固化,最后成为永久性结构。第五层是最底层,也在溶洞内,主要用于安装基地的环控生保系统和其他设备。
月球核电站:
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月球上有些地方的黑夜可以持续334个小时,而月球南极更是长夜漫漫,在那里太阳从来没有升高过。而月球核裂变电站系统将可以为这些月球区域提供可靠的电力供应,不需使用太阳能。
此月球核电站系统将在核子裂变的通用法则上实施,但得有几个方面的改进以适应太空环境。此系统将在反应堆中分裂铀原子以产生热量,之后再利用这些热量来发电。
月面基地挖矿区: https://gss0..com/7LsWdDW5_xN3otqbppnN2DJv/liqian2003520/pic/item/cccd551fe898fcece0fe0b8b.jpg
介绍:月球基地——生活区
1969年7月20日是值得人类永远纪念的日子。这一天,美国"阿波罗11号"宇宙飞船载着宇航员首次登上人类梦寐以求的月球,宇航员尼尔阿姆斯特朗第一个人类的足迹印在月球上,并且意味深长地说:"对一个人来说,这是一小步;但对人类来说,这是跨了一大步。"的确,美国宇航员登月的创举,为人类探索迷人的月球揭开了崭新的一页。从那时起,各国科学家更是为未来的月球生活展开了积极的研究。地球人登上月球后,必须首先开辟生活基地。太空开发专家估计,20世纪初将出现最初步的基地。它的直径为6米,长为15米,可以供6-8人居住。以后,月球基地将扩大到可以供给8-32人居住;随着登月人员的增多,月球基地将进一步扩大到能容纳125人
。最初登上月球的人,为建造更大的月球生活基地做准备。当登月移民达到上百人后,便逐步形成工业生产系统了。怎样在月球上建设生活基地呢?日本科学家提出了两种施工方案。一种是"巢穴法",
就是在月球表面挖掘一条大约5米的沟,里面置放一个直径3米的圆筒形电动加热器。在沟的上面覆盖上大约2米厚的砂子,砂子加热到摄氏1200度左右,便会熔化,成为
像玻璃那样的液体,等冷却以后,这种玻璃液就会形成一层数厘米厚的壳,盖在沟上,沟下面可以供给地球移民居住。随着月球生活基地的扩大和来自地球移民的增多,最后将建设起"月球城"。日本大
林建筑公司已经设计出在月球上建设城市的方案。那是利用分布在月球表面许多巨大的火山口建造的宇宙住宅,它们好象一个个金色的小圆球,簇拥着一幢向前延伸的巨型旅馆的螺旋形大厦,总共可容纳大约10万人住在里面舒适地生活。月球城内
将划分为生活区、工业区、农业区,里面也有地球上的山脉、河流、森林等不同环境,上面还将有各种生物,使原来沉寂凄凉的广寒宫充满生机。奇妙的是,这个月球城每隔一两分钟便自转一周,使生活区中产生与地球上一样的重力。这样,那里面的一切都将和地球上的一样。据科学家说,这座令人神往的月球城可以指望它在2050年建成。从科学家们的种种设想、作用,我们可以发现,未来的月球生活是多么诱人啊!
月球基地——采矿区
开采月球的几点原因
(1)大量研究表明,月球有丰富的矿产资源。月球虽然环境恶劣,但也有独特的优点:引力很小,在那里建造发射场向空间发射载荷成本很低;没有大气,在那里建造天文台能看得更远、更清楚;在那里建造太阳能发电站效率高;月球有丰富的矿藏,能造福人类……总之,月球有巨大的开发价值
(2)首次在月球上发现有冰存在。这对于建立月球基地有极重要的意义。1998年1月6日,美国又发射“月球勘探者”探测器。美国宇航局公布探测结果时说:月球表面南北两极有大量的冰,贮量可能高达60亿吨,在极区甚至有冰湖存在。这个探测结果可信度很高,令科学家激动不已。
(3)月球南极有一些区域接近于在太阳的永久照射之下。沙克尔顿环形山的边缘是一个特别令人感兴趣的区域,因为它有80%的时间处于阳光的照射之下。距离这个区域只有10公里的位置还有两个区域,总共有98%的时间处于阳光的照射之下。距离此处不远的环形山内部是一些永久性阴影区,那里储存的冰因为没有受到阳光的照射而不会融化。
(4)这里是建立第一个月球基地的理想区域。可以把生产电力的太阳能阵列放置在阳光充足的区域,并通过微波或电缆与之相连。这样,位于沙克尔顿环形山边缘的区域就可以得到近乎源源不断的太阳能供应,而且能够很容易获取月球储存的冰资源。月球的北极比南极较为平坦,但是初步估计结果显示,那里在面积达1.3万平方公里的永久性阴影区。
采矿区的计划
1、科研人员利用扫描电子显微镜和光谱仪分析研究了以超薄形状作为被研究样本的月球土壤。这种分析方法能够区分大小。
2、在100纳米范围内的月球土壤金属粒子。研究发现,月球土壤中含有铁、银、金、铅、钼和非规则的金锌含铜粒子,还有含有锡和铜的两种金属锑粒子和铼粒子。铁是月球土壤中含量最多的元素,铼粒子的大小达到了10微米。科学家还发现,钼元素是月球上固有的,而不是以前认为的来自地球宇航设备。另外,科研人员首次在月球土壤中发现了由镉、锌、铁、锰和硫组成的硫镉矿,还找到了含有铜的硫化金和在地球上没有的碘化铑。但科研人员在月球土壤中既没有发现铂,也没有发现钯元素。
科研人员对所发现的金属元素的形成进行了分析,认为金锌含铜粒子可能是在月球玄武岩岩浆形成的早期阶段产生的,然后在火山的爆发下被带出到月球表面;而银、金、铅、锡和锑也是火山活动的结果;铼是月球土壤中固有的,而不是以前认为的来自陨石;硫镉矿和钼可能是在裂缝岩石中低温环境下由气相形成的。
3 、 中国的月球卫星上将安装成像光谱仪等仪器,获取月面三维影像,制作出高精度、大比例尺、立体的月球地图。
美国曾经对月球上的铀、钾等5种资源进行勘探,
而我国将勘探14种资源在月球的详细分布。
4、中国探月计划中精彩的一节就是,月球探测器在月球上软着陆,同时派出月球车巡视探测。探测地点将根据第一阶段月球卫星拍回的精密“地图”来圈定,精细探测对象是着陆区的土壤、岩石、环境,这将为建设月基天文台,进一步开展月球研究打好基础。
中国的月球卫星上将安装成像光谱仪等仪器,获取月面三维影像,制作出高精度、大比例尺、立体的月球地图。美国曾经对月球上的铀、钾等5种资源进行勘探,而我国将勘探14种资源在月球的详细分布。
月球基地——科研区
科研区的计划
1、 重点为月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布特点、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。在
工程上的核心是实现从地球走向月球。充分利用我国现有成
熟航天技术,研制和发射月球探测卫星,突破地月飞行、远
距离测控和通信、绕月飞行、月球遥测与分析等技术,并建
立我国月球探测航天工程初步系统。
2、 建立天然实验室与特殊材料生产基地 由于月球的特殊地理结构和独特的自然环境,使许多在地球上无法进行的研究与实验可以在月球上顺利完成,这对医学研究和植物栽培将起到意想不到的促进作用
3、理想的对天观测和对地监测站 月球没有大气(或极为稀薄),而且夜间的温度低而稳定,这对提高和扩大天文观测的精度和范围都非常有利。由于月球稳定的构造特点以及月球自转与公转周期相同等因素,在月面上可以持续进行14个地球日的夜间观测。因此,在月面建立观察网不但可以进行全方位持续的天文观测,同时可以对地球的地质构造及环境变化进行监测与研究,特别是对近地空间乃至深空小天体对地球可能构成的威胁进行监测。一旦发现有小天体(如陨石、彗星等)向地球方向运行并可能撞击地球时,可及时利用激光或其它武器予以摧毁或改变其运行方向,从而起到保护人类的作用。未来人类通过在月球上建立科研基地进行天文学、
空间科学、地球科学、生命科学与材料科学
等的研究,有助于人类更好地了解月球、地球
和太阳系起源和演化等问题。
4、在月球上找到行星形成及发展演变的线索和地球早期历史的相关信息 月球还是一个天然的空间站。近来人们对月球的研究兴趣日益浓厚,美国航空航天局(NASA)已经制定了利用机器人对月球进行探测的计划,预计相关项目将于2009年开始实施。
5、除了科研和商业用途之外,月球探索计划还有军事用途。美国几家国防单位,例如国防先进研究项目局和海军研究实验室均在研制用于月球探索的新技术,国防部也在研发利用微型军用卫星对月球加以分析的相关技术。美国空间司令部负责太空行动的负责人、空军准将西蒙-沃登表示,美军将在未来几年之内对准月球发射几枚小型军用卫星。NASA下属的月球探测部门还表示,将利用现有能力和技术在月球与地球之间建立一个名为L1的集结点,这个集结点受到的月球和地球引力可以保持均衡,从而有利于在围绕地球运行的空间站与月球之间建立联系。
月球基地——太阳能发电站
研究表明,大约50年后,人类目前广泛使用的传统能源煤、石油和天然气将面临严重短缺的局面。严峻的能源危机迫使人类将目光转向浩瀚的宇宙,而月球是人类寻找地球以外能源的首选目标。解决能源危机困难重重
目前,科学家正在努力寻找解决能源危机的办法,而月球以其独特的环境特征、巨大的能源储库,自然成为人类寻找地外能源的首选目标。
本来,科学家一直将希望寄托在太阳能和核反应堆上(包括核裂变发电和核聚变发电)。然而,浓密的地球大气层致使在地球上利用太阳能有许多不稳定因素;利用核裂变反应获得电力的方法往往产生大量放射性废料,容易造成严重的环境污染。而目前正加速发展的利用氘和氚热核聚变反应堆生产能源的方法,同样因形成强大的中子辐射而存在放射性问题。
在月球上建太阳能发电厂
由于月球表面几乎没有大气,太阳辐射可以长驱直入。计算表明,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。按太阳能能量密度为1.353千瓦/平方米计算,假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。
由于月球自转周期恰好与其绕地球公转周期的时间相等,所以月球的白天是14天半,晚上也是14天半,一天相当于地球一个月的长度,这样它就可以获得更多的太阳能。科学家认为,如果在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂,就可以获得极其丰富而稳定的太阳能,这不但解决了未来月球基地的能源供应问题,而且随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能,为地球提供源源不断的能源。
月壤中富含氦—3
现实可行的解决未来能源问题的途径是建造和使用氦—3同位素(3He)的热核反应堆,这种反应堆没有中子辐射,不会造成环境危害。但遗憾的是地球上3He储量极为有限,地球天然气中理论上的总含量仅为10—15吨,而月壤中富含3He。
除了极少数非常陡峭的撞击坑和火山通道的峭壁可能有裸露的岩石外,整个月球表面都被月壤覆盖,在月海区平均厚约5米,月陆区厚约10米。这些土壤长期接受太阳的照射,富集由太阳风粒子直接注入的挥发性化学元素和同位素,在这些稀有气体中就有大量的3He。据估算,月壤中3He的资源总量可达100万—500万吨。3He是一种清洁、安全和高效的核聚变发电的燃料。据专家计算,如果采用D—3He(氘和3He进行核聚变反应产生电能)核聚变发电,美国年发电总量仅需消耗25吨3He;中国1992年的年发电总量只需8吨3He,全世界一年有100吨3He就够了。以目前全球电价和空间运输成本算,1吨3He的价值约40亿美元,而且随着空间技术发展,空间运输成本肯定将大大下降。最近法国科学家宣布,2030年将使利用3He进行核聚变发电商业化。这样,开发利用月壤中的3He将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。
终于弄好了,不容易啊···
『玖』 月球基地平面图
月球上有些地方的黑夜可以持续334个小时,而月球南极更是长夜漫漫,在那里太阳从来没有升高过。而月球核裂变电站系统将可以为这些月球区域提供可靠的电力供应,不需使用太阳能。 此月球核电站系统将在核子裂变的通用法则上实施,但得有几个方面的改进以适应太空环境。此系统将在反应堆中分裂铀原子以产生热量,之后再利用这些热量来发电。 月面基地挖矿区:http://hiphotos..com/liqian2003520/pic/item/cccd551fe898fcece0fe0b8b.jpg 介绍:月球基地——生活区 1969年7月20日是值得人类永远纪念的日子。这一天,美国"阿波罗11号"宇宙飞船载着宇航员首次登上人类梦寐以求的月球,宇航员尼尔阿姆斯特朗第一个人类的足迹印在月球上,并且意味深长地说:"对一个人来说,这是一小步;但对人类来说,这是跨了一大步。"的确,美国宇航员登月的创举,为人类探索迷人的月球揭开了崭新的一页。从那时起,各国科学家更是为未来的月球生活展开了积极的研究。地球人登上月球后,必须首先开辟生活基地。太空开发专家估计,20世纪初将出现最初步的基地。它的直径为6米,长为15米,可以供6-8人居住。以后,月球基地将扩大到可以供给8-32人居住;随着登月人员的增多,月球基地将进一步扩大到能容纳125人 。最初登上月球的人,为建造更大的月球生活基地做准备。当登月移民达到上百人后,便逐步形成工业生产系统了。怎样在月球上建设生活基地呢?日本科学家提出了两种施工方案。一种是"巢穴法", 就是在月球表面挖掘一条大约5米的沟,里面置放一个直径3米的圆筒形电动加热器。在沟的上面覆盖上大约2米厚的砂子,砂子加热到摄氏1200度左右,便会熔化,成为 像玻璃那样的液体,等冷却以后,这种玻璃液就会形成一层数厘米厚的壳,盖在沟上,沟下面可以供给地球移民居住。随着月球生活基地的扩大和来自地球移民的增多,最后将建设起"月球城"。日本大 林建筑公司已经设计出在月球上建设城市的方案。那是利用分布在月球表面许多巨大的火山口建造的宇宙住宅,它们好象一个个金色的小圆球,簇拥着一幢向前延伸的巨型旅馆的螺旋形大厦,总共可容纳大约10万人住在里面舒适地生活。月球城内 将划分为生活区、工业区、农业区,里面也有地球上的山脉、河流、森林等不同环境,上面还将有各种生物,使原来沉寂凄凉的广寒宫充满生机。奇妙的是,这个月球城每隔一两分钟便自转一周,使生活区中产生与地球上一样的重力。这样,那里面的一切都将和地球上的一样。据科学家说,这座令人神往的月球城可以指望它在2050年建成。从科学家们的种种设想、作用,我们可以发现,未来的月球生活是多么诱人啊! 月球基地——采矿区 开采月球的几点原因 (1)大量研究表明,月球有丰富的矿产资源。月球虽然环境恶劣,但也有独特的优点:引力很小,在那里建造发射场向空间发射载荷成本很低;没有大气,在那里建造天文台能看得更远、更清楚;在那里建造太阳能发电站效率高;月球有丰富的矿藏,能造福人类……总之,月球有巨大的开发价值 (2)首次在月球上发现有冰存在。这对于建立月球基地有极重要的意义。1998年1月6日,美国又发射“月球勘探者”探测器。美国宇航局公布探测结果时说:月球表面南北两极有大量的冰,贮量可能高达60亿吨,在极区甚至有冰湖存在。这个探测结果可信度很高,令科学家激动不已。 (3)月球南极有一些区域接近于在太阳的永久照射之下。沙克尔顿环形山的边缘是一个特别令人感兴趣的区域,因为它有80%的时间处于阳光的照射之下。距离这个区域只有10公里的位置还有两个区域,总共有98%的时间处于阳光的照射之下。距离此处不远的环形山内部是一些永久性阴影区,那里储存的冰因为没有受到阳光的照射而不会融化。 (4)这里是建立第一个月球基地的理想区域。可以把生产电力的太阳能阵列放置在阳光充足的区域,并通过微波或电缆与之相连。这样,位于沙克尔顿环形山边缘的区域就可以得到近乎源源不断的太阳能供应,而且能够很容易获取月球储存的冰资源。月球的北极比南极较为平坦,但是初步估计结果显示,那里在面积达1.3万平方公里的永久性阴影区。 采矿区的计划 1、科研人员利用扫描电子显微镜和光谱仪分析研究了以超薄形状作为被研究样本的月球土壤。这种分析方法能够区分大小。 2、在100纳米范围内的月球土壤金属粒子。研究发现,月球土壤中含有铁、银、金、铅、钼和非规则的金锌含铜粒子,还有含有锡和铜的两种金属锑粒子和铼粒子。铁是月球土壤中含量最多的元素,铼粒子的大小达到了10微米。科学家还发现,钼元素是月球上固有的,而不是以前认为的来自地球宇航设备。另外,科研人员首次在月球土壤中发现了由镉、锌、铁、锰和硫组成的硫镉矿,还找到了含有铜的硫化金和在地球上没有的碘化铑。但科研人员在月球土壤中既没有发现铂,也没有发现钯元素。 科研人员对所发现的金属元素的形成进行了分析,认为金锌含铜粒子可能是在月球玄武岩岩浆形成的早期阶段产生的,然后在火山的爆发下被带出到月球表面;而银、金、铅、锡和锑也是火山活动的结果;铼是月球土壤中固有的,而不是以前认为的来自陨石;硫镉矿和钼可能是在裂缝岩石中低温环境下由气相形成的。 3 、 中国的月球卫星上将安装成像光谱仪等仪器,获取月面三维影像,制作出高精度、大比例尺、立体的月球地图。 美国曾经对月球上的铀、钾等5种资源进行勘探, 而我国将勘探14种资源在月球的详细分布。 4、中国探月计划中精彩的一节就是,月球探测器在月球上软着陆,同时派出月球车巡视探测。探测地点将根据第一阶段月球卫星拍回的精密“地图”来圈定,精细探测对象是着陆区的土壤、岩石、环境,这将为建设月基天文台,进一步开展月球研究打好基础。 中国的月球卫星上将安装成像光谱仪等仪器,获取月面三维影像,制作出高精度、大比例尺、立体的月球地图。美国曾经对月球上的铀、钾等5种资源进行勘探,而我国将勘探14种资源在月球的详细分布。 月球基地——科研区 科研区的计划 1、 重点为月球三维影像分析、月球有用元素和物质类型的全球含量与分布特点、月壤厚度探查以及地月空间环境探测。在 工程上的核心是实现从地球走向月球。充分利用我国现有成 熟航天技术,研制和发射月球探测卫星,突破地月飞行、远 距离测控和通信、绕月飞行、月球遥测与分析等技术,并建 立我国月球探测航天工程初步系统。 2、 建立天然实验室与特殊材料生产基地 由于月球的特殊地理结构和独特的自然环境,使许多在地球上无法进行的研究与实验可以在月球上顺利完成,这对医学研究和植物栽培将起到意想不到的促进作用 3、理想的对天观测和对地监测站 月球没有大气(或极为稀薄),而且夜间的温度低而稳定,这对提高和扩大天文观测的精度和范围都非常有利。由于月球稳定的构造特点以及月球自转与公转周期相同等因素,在月面上可以持续进行14个地球日的夜间观测。因此,在月面建立观察网不但可以进行全方位持续的天文观测,同时可以对地球的地质构造及环境变化进行监测与研究,特别是对近地空间乃至深空小天体对地球可能构成的威胁进行监测。一旦发现有小天体(如陨石、彗星等)向地球方向运行并可能撞击地球时,可及时利用激光或其它武器予以摧毁或改变其运行方向,从而起到保护人类的作用。未来人类通过在月球上建立科研基地进行天文学、 空间科学、地球科学、生命科学与材料科学 等的研究,有助于人类更好地了解月球、地球 和太阳系起源和演化等问题。 4、在月球上找到行星形成及发展演变的线索和地球早期历史的相关信息 月球还是一个天然的空间站。近来人们对月球的研究兴趣日益浓厚,美国航空航天局(NASA)已经制定了利用机器人对月球进行探测的计划,预计相关项目将于2009年开始实施。 5、除了科研和商业用途之外,月球探索计划还有军事用途。美国几家国防单位,例如国防先进研究项目局和海军研究实验室均在研制用于月球探索的新技术,国防部也在研发利用微型军用卫星对月球加以分析的相关技术。美国空间司令部负责太空行动的负责人、空军准将西蒙-沃登表示,美军将在未来几年之内对准月球发射几枚小型军用卫星。NASA下属的月球探测部门还表示,将利用现有能力和技术在月球与地球之间建立一个名为L1的集结点,这个集结点受到的月球和地球引力可以保持均衡,从而有利于在围绕地球运行的空间站与月球之间建立联系。 月球基地——太阳能发电站 研究表明,大约50年后,人类目前广泛使用的传统能源煤、石油和天然气将面临严重短缺的局面。严峻的能源危机迫使人类将目光转向浩瀚的宇宙,而月球是人类寻找地球以外能源的首选目标。解决能源危机困难重重 目前,科学家正在努力寻找解决能源危机的办法,而月球以其独特的环境特征、巨大的能源储库,自然成为人类寻找地外能源的首选目标。 本来,科学家一直将希望寄托在太阳能和核反应堆上(包括核裂变发电和核聚变发电)。然而,浓密的地球大气层致使在地球上利用太阳能有许多不稳定因素;利用核裂变反应获得电力的方法往往产生大量放射性废料,容易造成严重的环境污染。而目前正加速发展的利用氘和氚热核聚变反应堆生产能源的方法,同样因形成强大的中子辐射而存在放射性问题。 在月球上建太阳能发电厂 由于月球表面几乎没有大气,太阳辐射可以长驱直入。计算表明,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。按太阳能能量密度为1.353千瓦/平方米计算,假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置,则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时,若采用1000平方米的电池,则每小时可产生2700千瓦时的电能。 由于月球自转周期恰好与其绕地球公转周期的时间相等,所以月球的白天是14天半,晚上也是14天半,一天相当于地球一个月的长度,这样它就可以获得更多的太阳能。科学家认为,如果在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂,就可以获得极其丰富而稳定的太阳能,这不但解决了未来月球基地的能源供应问题,而且随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善,还可以用微波传输太阳能,为地球提供源源不断的能源。 月壤中富含氦—3 现实可行的解决未来能源问题的途径是建造和使用氦—3同位素(3He)的热核反应堆,这种反应堆没有中子辐射,不会造成环境危害。但遗憾的是地球上3He储量极为有限,地球天然气中理论上的总含量仅为10—15吨,而月壤中富含3He。 除了极少数非常陡峭的撞击坑和火山通道的峭壁可能有裸露的岩石外,整个月球表面都被月壤覆盖,在月海区平均厚约5米,月陆区厚约10米。这些土壤长期接受太阳的照射,富集由太阳风粒子直接注入的挥发性化学元素和同位素,在这些稀有气体中就有大量的3He。据估算,月壤中3He的资源总量可达100万—500万吨。3He是一种清洁、安全和高效的核聚变发电的燃料。据专家计算,如果采用D—3He(氘和3He进行核聚变反应产生电能)核聚变发电,美国年发电总量仅需消耗25吨3He;中国1992年的年发电总量只需8吨3He,全世界一年有100吨3He就够了。以目前全球电价和空间运输成本算,1吨3He的价值约40亿美元,而且随着空间技术发展,空间运输成本肯定将大大下降。最近法国科学家宣布,2030年将使利用3He进行核聚变发电商业化。这样,开发利用月壤中的3He将是解决人类能源危机的极具潜力的途径之一。 终于弄好了,不容易啊···
『拾』 如何在月球上建立采矿区
首先解决月球上的空气问题,制造出适合人类生存的空气,并且不散溢。解决失重的问题。建立一个适合人类存在的基地