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月亮是个“乖巧”的“怪物”

月亮在太阳与地球之间,刚好有一个倾斜角度,在夜晚时能把太阳光反射到地球上,照亮地球人的夜空。

月球具有很多奇异现象,并且,密度试验和月震试验都证明月球是个中空的金属球。这一切表明月球是个人造星球。近日,澳大利亚土壤学家Marek Zbik在月壤的玻璃泡沫中发现含有纳米颗粒,这个发现可以解开月球表层土壤诸多特性的谜团,并为月球是人造星球增添新证。

有关月球起源的讨论持续了很长一段时间。据《每日邮包》报导,昆士兰科技大学的土壤学家Marek Zbik发现了月壤(月球土壤)中的玻璃泡沫(当陨石撞向月球时,周围的沙子会融化成玻璃,形成玻璃状物。Glass bubbles,又译作玻璃泡)中含有纳米颗粒。这个绝妙发现可以解开月球表层土壤诸多特性的谜团。Zbik博士说,一直以来科学家都在观察月壤的奇异性质,但始终未注意到土壤中发现的纳米和亚微粒子,它们的来源一向是个谜。

Zbik博士把月壤样品带到了台湾,那里有一种用来研究纳米材料的新技术,称为“同步加速器纳米层析”,由此他可以在不破坏样品的情况下研究这些玻璃泡沫。纳米层析技术是通过光显微镜来制成纳米粒子的3D图像。在光显微镜下看到玻璃珠的内部3D图像。用3D眼镜可以看到月球玻璃泡沫里的奥祕。Zbik博士说,观察到的结果让人都惊呆了。“玻璃泡内部并不像地球上的气泡含有气体或水蒸气,而是布满了遍及整个球体内部的多孔网络,这些网络由异形玻璃状颗粒组成。”接踵而至的陨石撞击粉碎了这些气泡,纳米颗粒得到了释放。

月球土壤中的玻璃泡沫含有纳米颗粒。Zbik博士表示,这些纳米颗粒从玻璃气泡中释放后,与其他土壤成分混合,于是便赋予了月壤与众不同的性质。“月壤带静电,因而它在月表移动回旋。它极富有化学活性,还具有低导热率,这么说吧,它可以存在于160度的月球表面,但是在零下40度时,它就到月表底下两米的地方去了。它还极富黏性、易碎性,这些性质导致了月壤都受到了金属与玻璃的磨损。”Zbik博士和他的研究小组的研究结果发表在《国际学术研究网络天文和天体物理学》。

有分析表示,假定月球并非自然形成的天体,而是人造星球,如果要设计一个简易、具有弹性的反光绝缘电活性单元来覆盖某个表面,一个简单的有着内部钢筋结构、格填充的硅基玻璃泡沫正好符合这个要求。

在科学家的眼里,月亮是个“乖巧”的“怪物”。

它怪,在于已知的天文学知识中,没有哪个卫星如同月亮这么相对比例大得出奇,也没有哪个卫星的轨道是圆的,除非人造卫星;它乖,因为月亮的很多数据都精确的“巧合”着很多精密设计:太阳与地球的距离,是地球与月球的395倍,而太阳的直径也“正好”是月球的395倍,致使地球上人看到的月亮和太阳一样大,因而有月全食。月球自转一周的时间也“正好”和绕地球公转一周的时间相同,所以月球永远以同一个面对着地球。月亮在太阳与地球之间,刚好有一个倾斜角度,在夜晚时能把太阳光反射到地球上,照亮地球人的夜空。

月球背对着我们的一面很粗糙,布满了陨石坑与环型山。

在1976年出版的《阿波罗的宇宙旅行》一书中,美国航空航天局的科学家莱波特.理查.路易士写道,阿波罗11号、12号太空人带回的月面岩石标本的密度比地球岩石的密度要高得多,月球岩石的密度为3.2至3.4克/立方厘米,地球岩石密度为2.7至2.8克/立方厘米。然而,月球的平均密度是3.33克/立方厘米,地球密度是5.5克/立方厘米,几乎相差一半。哈洛德.尤里博士等科学家认为这是由于月球“重心”空虚所致。英国皇家天文学会月球权威尔金斯博士在《我们的月球》一书中甚至估计,月球中有体积约1400万立方英里的空洞。

月球表面的坑洞是陨石和彗星撞击形成的。地球上也有一些陨石坑,研究发现,若是一颗直径几英里的陨石,以每秒三万英里的速度撞到地球或月球,它所穿透的深度应该是直径的四到五倍。地球上的陨坑都是如此。但是月球上的陨坑就奇怪了,所有的陨坑竟然都“很浅”,以月球表面最深的加格林坑来说,只有四英里深,但它的直径却有186英里宽。科学计算表明如果直径186英里,深度最少应该有700英里,但事实上加格林坑的深度只是直径的12%而已。科学家认为,月球表面约四英里深处下有一层很坚硬的物质结构,无法让陨石穿透,所以,才使所有的陨石坑都很浅。

地震学家通常用地震波研究地球内部的性质。同样的,“月震波”被科学家用来研究月球内部的性质。自从1969年以来,从“阿波罗11号”到“阿波罗17号”,美国先后八次派出宇宙飞船到月球进行科学考察。他们以月面为基地,设置了高灵敏度的地震仪将月震资料发送回地球,其中一台由阿波罗11号的太空人设置在静海,另一台由“阿波罗12号”设置在风暴洋。这种高灵敏度的地震仪甚至能记录太空人在月面上走动的脚步声。

美国中部标准时间1969年11月20日4点15分,阿波罗12号的太空人用登月舱的上升段撞击了月球表面,随即发生了月震。月球“摇晃”了55分钟以上。震动由小逐渐变大,至强度最大用了约八分钟,然后振幅彷佛逐渐减弱直至消失。这个过程用了大约一个小时,而且“余音袅袅”,经久不绝。

地震研究所的负责人莫里斯•云克在电视新闻节目中传达这个令人吃惊的事实时说:“要直观地描述一下这种震动的话,就像敲响了教堂的大钟。震波只是从震中向月球表层四周传播,而没有向月球内部传播,就像在一个完全中空的金属球体上发生的。”在阿波罗12号造成“奇迹”后,阿波罗13号的太空人用无线电遥控飞船的第三级火箭使它撞击月面,地点选在距阿波罗12号的太空人设置的地震仪87英里的地方。月震持续三小时20分钟后才逐渐结束,月震深度达22英里至25英里。科学家知道,只有中空的球体才会发生这种形式的振动。阿波罗13、14号的太空人还进行了多次月震试验,最大的一次月震造成的月面振动持续了四个小时。

美国航空航天局的《阿波罗16号与月面》报告书谈到,月震研究表明,月壳内部存在一个40英里厚的“硬层”。科学家冯.布劳恩博士指出,在40英里的深度振动传播速度是每秒六英里,这是岩石无法达到的,查阅一下物理学手册,就知道声音只有在金属或金属质岩石才能达到如此快的传导速度。

振动在月球内部的传导速度与振动在金属中的传导速度一致,于是科学家推测月球内部存在一个中间空心的金属壳体,而在壳体之上覆盖着松散的10至20英里厚的石块层。乌德博士等人说这个松散层是在若干亿年的时间里,陨石和小行星、彗星多次猛烈撞击月面破碎后逐渐形成的岩石层。

著名科学家卡尔•萨根发表声明说:“一个自然卫星不可能是中空的。”这意味着,月球不是自然形成的卫星——它是人造的。

最近,由美国航空航天局前工程师迈克尔-莱恩创办的电梯港集团公司宣称,由于在月球上建太空电梯比在地球上建更容易,所以该公司可用现有技术在月球上建造一座太空电梯,并表示这一想法能在8年内成为现实。

现在进入太空的主要工具是运载火箭,它是通过消耗大量燃料来摆脱地球引力的。目前的运载火箭所携带的燃料要占到火箭总重量的90%以上,它每运送1千克有效载荷上天平均需耗资约1万美元。而太空电梯虽然造价昂贵,但不需要动用大量燃料,因此建成之后的运行费用比运载火箭低两个量级,且可像高速公路一样24小时运转,将航天器、有关货物和旅游者等带到太空去。

用一根粗大的吊索,一端固定在位于地球赤道的平台上,另一端紧紧抓住距地面约3.6万千米、与地球同步运行的航天器上,就可使一个形似电梯的吊箱载着货物沿吊索驶向太空……这就是一些国家研究人员正在尝试设计的太空电梯。它似乎是科学幻想,然而在科技高速发展的今天,该梦想很有可能变成现实。

太空电梯的概念早在1895年就由俄国科学家、航天学之父齐奥尔科夫斯基提出。此后,俄国早期太空预言家塔斯安德尔也提出在地球与月球之间搭建一个太空电梯。1979年,著名科幻大师克拉克在其小说《天堂喷泉》再次提出太空电梯的概念,并引起广泛注意。

2003年9月15日在美国圣达菲召开的研讨会上,俄罗斯和美国70多位科学家和工程师们对太空电梯进行了讨论,最终一致认为它将在21世纪内变成现实。近些年,这个曾被视为科学幻想的革命性工程在一些相关技术上有了较大进展,并出台了多种方案。

太空电梯还能在建造空间太阳能站中发挥重要作用。随着地球人对能源需求的不断增加,空间太阳能站有可能成为最具吸引力的获取能源的方式。不过,用火箭发射空间太阳能电站时会产生振动,而且要求有效载荷必须能够承受发射时的压力,所以用传统发射方式并不适合把大量易碎的太阳能电池板送入轨道,而太空电梯则不吁在这些问题。

太空电梯的原理并不复杂,基本上就是一条长长的缆绳一端固定在地球上,另一端固定在地球同步轨道的平衡物(如大型卫星或空间站)上。在引力和向心加速度的相互作用下,缆绳被绷紧,太空电梯将利用太阳能或激光能沿缆绳上下运动。首先,要在大洋中建造一个漂浮的平台,这个平台要位于一个暴风雨、闪电和巨浪较少的海域,还要远离飞机的航线和卫星的轨道。太空电梯必须能防雷击,否则它将容易被斩断。据设计,太空电梯将重达20吨,整个外形很像一个圆球下面系一根长达10万千米缆索来充当太空电梯上下的轨道。将履带轨道固定在缆绳的两端,并且依靠从地面发射的激光转换成的电能作为动力加以推动。它将建造成为管状的通道,沿轨道来回运行时,可以将航天器、各种货物和乘客带入太空。简言之,要先发射卷有缆索的卫星或空间站,让缆索的一端借助重物坠回地面,最终与地球上的平台相连接,同时,另一端在位于外太空的卫星或空间站上展开。地球自转时,太空电梯缆索就会产生向上的离心力,而地球的重力将缆索往下拉,这样缆索就平衡了。

乘人的太空电梯是加压的密封舱。如要发射卫星,当卫星由太空电梯送到地球静止轨道高度时,自然就获得了沿静止轨道运行所需要的速度3.08千米/秒,而不需要另外加速就成为地球静止卫星。发射低轨道卫星时可使卫星沿太空电梯上升,到达预定高度时就离开太空电梯。这时卫星已经获得一定的切向速度,再补充一定速度就行了。如果加大补充速度,就可以使卫星脱离地球,飞向行星际空间。

目前,俄罗斯、美国和日本等国都在研制太空电梯。建造太空电梯的最大障碍来自缆索的建造。它必须非常轻和极其牢固,并能够经受住大气层内外向它袭来的任何物体的撞击。从理论上计算,制作缆索的材料强度必须达到钢铁的约180倍。随着纳米技术的发展,科学家不断开发出质量轻、强度高的碳纳米管纤维材料,现有的此类纤维材料强度已经达到了所需强度的约1/4,这使修建太空电梯逐渐成为可能。

美国科学家皮尔逊大胆设想,制定了一个月球太空电梯方案:在运行于月球太空轨道上的同步卫星和月球表面间建立一个“升降机”,“升降机”由人造复合纤维缆绳拴住,卫星则好像飞翔在太空中的风筝。皮尔逊认为这一设想在理论上是可行的,因为月球引力只有地球的1/6,依靠目前科技水平制造的合成纤维缆绳已经足够满足承担运输工作的强度要求。与此同时,在月球周围也不吁在废弃的火箭推进器、卫星以及其它太空垃圾所带来的危险,又使这一计划免除一项后顾之忧。

也许有人会觉得皮尔逊的想法过于疯狂,但美国航空航天局的先进概念研究所却不这么认为。这家独立机构2004年就资助皮尔逊7.5万美元用于设计其月球太空电梯。现在,美国电梯港集团公司又提出月球太空电梯的实际方案:建造从月球上空5万千米处垂向月球表面的月球太空电梯,因为月球的引力小,并且月球上基本没有空气,所以可以大大降低对缆绳强度的要求,只需使用一种名叫“柴隆”的高强度、高耐热性复合纤维,就能实现打造月球太空电梯的梦想。

制造月球太空电梯的材料比制造地球太空电梯要轻许多,其缆绳的一端固定在月球表面某个面朝地球的地点。不过,月球太空电梯较小,只能运输200~250千克的货物。但如果用它来采集和运输月球矿石标本,已经足够了,这将使月球采矿和运回地球的成本大大降低。

建成后的月球太空电梯还可以与地球太空电梯连成一体,将来有一天,人类只需经过几次换乘,就可以乘坐太空电梯从地球抵达月球了。

目前,研制太空电梯最大的挑战是能否以较低成本大规模生产出纳米碳管,因为纳米碳管现在还只是毫米级制品,距实用差距甚远。从理论上说,如果用纳米碳管这种材料造出直径1毫米的碳纳米绳,该纳米绳就可以承载60吨的重量;而一根1米宽、像纸一样薄的碳纳米缆绳的强度,就足以支撑起一架太空电梯。然而迄今为止,科学家仍然无法用纳米碳管编织出长长的缆绳。此外,每克纳米碳管就价值500美元,要制造出一条10万千米长的碳纳米缆绳就十分昂贵了。

另外,向太空发射各种电梯建设材料花费巨大,且如果太空电梯因严重事故崩塌,损失惊人。还有,当太阳风向太空电梯施加压力时,来自月球和太阳的重力作用将使绳索变得摇摆不定。这将有可能使太空电梯摇摆造成太空交通障碍,太空电梯也可能会碰撞上人造卫星或者太空垃圾残骸,这样的碰撞将导致绳索断裂或太空电梯失事。为此,太空电梯必须在内部建造推进器,以稳定太空电梯致命的摇摆振动,但这又将增加电梯建造的难度和建造维护成本。

1976年,美国航天局曾计划实施“阿波罗20号”登月计划,但官方消息称,该计划后来由于“资金问题”被迫取消。但现年78岁的前美国空军雇员威廉姆•劳德里奇声称,该计划是被秘密实施的。另外,“阿波罗20号”上的宇航员们还有惊人发现!宇航员们在拍摄月面照片时,意外拍到了一个巨大的“宇宙飞船残骸”。据称,这个庞然大物长达4千米,高达500米!这究竟是地外未知文明存在的证据,还是一个弥天大谎呢?直到现在,很多知晓当年事情的人仍然对这个发现争论不休。近日,据德国《图片报》转述列支敦士登《人民报》的消息,该事件的细节被披露。

据称,1976年8月,加利福尼亚州美国范登堡空军基地一枚土星5号运载火箭发射升空。美国宇航局此次的任务是揭示月球阴暗面的奇异现象。

而就在这次任务过程中,宇航员们发现了那个类似宇宙飞船的庞然大物。其实,在1971年“阿波罗15号”执行任务时,就已经发现了这个物体,当时,宇航员们认为那是一块外形奇特的岩石。后来,经过研究发现,这个物体应该是智慧生命的杰作,而且其存在的时间已经长达15亿年!

后来,研究人员用计算机模拟重现了这个“宇宙飞船”的原貌:用不明材料制成的飞船呈长条形;控制方向的驾驶台位于飞船的前部。只是不清楚到底是谁建造了这样一个庞大的飞行器。

美国太空总署正筹画在神秘的月球背面,打造一个悬浮的太空发射基地,作为人类日后展开探索火星等宇宙远航任务的跳板。

NASA在呈交给白宫的文件中说,将利用建国际太空站的剩余物资,制作建议中的前哨站“通道太空船”,然后采用预计2017年取代退役太空穿梭机首航的大型火箭连太空舱,于2019年把“通道太空船”定位于“地月第二拉格朗日点”,即距地球44.6万公里和离月球6.1万公里处。

在地月系统中,E-ML2在任何时间都位于地球与月球中心的连线上,地球和月亮的万有引力刚好与离心力互相抵消,形成一个俨如“稳定停泊”的位置。

短期来说,“通道太空船”是机械探索月球背面的平台。长远而言则是太空人集合待命,支援NASA宇宙探索任务,如载人往小行星、预定2030年代实行的火星任务等的地方。

科学家相信,月球背部蕴藏丰富矿物,惟鉴于该区域永远不会面朝地球,无法接收地球发出的讯号,所以地面操控员无法遥控机械勘探,至今仍未被探索。

不过,文件亦指出,承建这种哨站面对的风险,与NASA刚结束的太空穿梭机项目有“重大不同”。太空人前往和驻守L2,将面对人类前所未遇的身体和后勤难度,包括太空人暴露于辐射水平远高于地球磁场保护下所潜在的危险。另外,高成本和争取政治支持的问题也有待解决。

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