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中國要用磁懸浮拋射,每年挖5噸月球氦3「扔」回地球,能成功嗎?

2024-09-02科學

咱原本覺得對月球算是了解得挺透了,哪承想中國科學家從嫦娥五號帶回的月壤樣品裏有個特大發現——氦-3,這可是被當作未來能源的關鍵玩意兒。嘿,月球上這氦 3 的儲量居然多達 100 萬噸!

這就表示啊,要是能順順當當開采出來,這些資源起碼能給地球供應能源上萬年呢!

起初只是單純好奇,後來因為實際利益的需求,科學家們整出了一個聽起來挺離譜的計劃:靠著月球磁懸浮拋射系統,每年把 5 噸的氦 3 給「扔」回地球。

這個大膽的設想,到底能不能成真喲?

【把氦3「扔」向地球?】

從地球到月球,那 38 萬公裏是啥樣的距離呢?要是想徒步走過去,每天走 10 公裏,得走上 9.5 年,而且這還是走直線呢,更別說還得準備好多的幹糧和水啦。

別著急,這兒可不是說要徒步奔到月球去,不過這種距離感吶,能讓人清楚曉得,從月球把東西「丟」回地球,那絕對不是件容易的事兒。

要讓氦 3 跨越這段路程,還得精準地落到地球的某個特定地點,這準是個天大的難題。這兒可沒有好萊塢的特效人員幫忙,全得依仗冷冰冰的科學和工程技術搞定。

要把這個動作弄成功,咱們得把氦 3 的飛行路徑和速度把控得準準的。要是有一點兒差錯,它要麽就跑偏軌域,要麽在進地球大氣層的時候因為速度太快給燒沒了。

月球的重力才是地球的六分之一,那是不是就表示咱們能更省勁兒地把東西給「扔」出去?從某個方面看,這確實算個長處,畢竟在低重力的環境裏,發射東西需要的能量會變少。可別高興過頭啦!

月球那重力雖說小,可也不是一點兒沒有。咱們照樣得把這重力克服嘍,好讓氦 3 能順順當當「飛起來」。要是發射的勁頭兒不夠,氦 3 沒準兒就又掉回月球表面啦。

再者,發射出去的氦 3 得在那長長的飛行過程裏一直有夠快的速度,要不然,等進地球大氣層的時候就會被過度加熱給燒沒嘍。

發射氦 3 還有個更大的麻煩呢:月球沒大氣層護著。這就表明,但凡在月球上搞發射,都直接露在兇險的宇宙環境裏頭啦。

頭一個就是宇宙射線,這些從太空老遠地方來的高能粒子可不好對付,能把裝置給弄壞嘍。

再者,月球表面的溫差那叫一個大,白天能熱到 127 攝氏度,晚上卻能冷到 -173 攝氏度。這麽極端的溫差,沒準會影響裝置發揮,說不定還能讓裝置壞掉。

再有微隕石的麻煩吶。微隕石雖小,可速度一快,它們撞擊的力量就能把發射裝置給弄壞。開車的時候,迎面飛來的小石子都能把擋風玻璃弄裂,微隕石的勁頭那可顯然比普通石子厲害多啦。

【從設想到現實】

要把這個聽起來賊不靠譜的拋投計劃給弄成現實,咱中國科學家那可是下了大功夫,做了大量研究和實驗,總算找到了能對付這些難題的實在辦法。

要想讓氦 3 順順溜溜從月球回到地球,頭一個得解決的事兒就是咋高效發射。傳統火箭發射得要好多燃料,可在月球上弄大規模燃料供應那一套,明擺著不咋靠譜。這麽著,科學家們就把心思放到磁懸浮技術上啦——這可是既省勁兒又高效的發射法子。

磁懸浮技術,您聽聽這名字就知道,就是靠著磁力讓東西「飄起來」還能快速動起來。它這系統執行的道理,跟鏈球運動員扔鏈球那動作有點像。

鏈球運動員一直加速轉啊轉,最後把鏈球扔出去,那磁懸浮拋射裝置呢,也是靠著一個旋轉臂使勁轉,然後憑借磁力把氦 3 快快地拋射出去。

「扔得準」可是這計劃能成的關鍵喲。說不定有人會忍不住嚷起來:在那老大的宇宙裏頭,想讓氦 3 穩穩當當飛回地球,這能行?就算真拋回地球了,又咋控制它落哪兒?萬一咱們費了老勁「扔」回來,掉到別的國家地界兒上或者大海裏,那不白忙活啦?

科學家們哪能瞎行動呀,他們在月球上整了個「發射視窗」。

科學家們靠著琢磨地球和月球的相對位置,就能挑出最好的發射時候,讓氦 3 在飛的時候借著月球那高真空、低重力之類的獨特環境,能讓這個系統每天發兩次有用的東西,花費大概是現在運輸辦法的一成。

就算技術再先進,要是老得靠大量人來操作,那肯定免不了出各種錯。為了少點這種沒準兒的情況,科學家們就打算讓拋射過程能全自動化就全自動化。它會當起指揮官,從拋射的角度、發射的時機,再到速度的控制,都歸它管。

【氦3能幹什麽用?】

都說到這了,好像還沒講講這東西到底是啥,為啥大家這麽迷它,連把它從月球「扔」回地球都肯幹。

普通氦氣(氦-4)含倆質子和倆中子,可氦-3呢,就只有倆質子和一個中子。別瞧就少了這麽一個中子,那可大不一樣啦!它是搞核融合的理想燃料。

氦 3 在地球上那儲量少得可憐,咋這麽少呢?緣由是地球的大氣層跟磁場把大量從太陽風來的氦 3 給擋住啦。

可月球上沒大氣層,也不像地球有那麽強的磁場,就那麽直楞楞暴露在太陽風裏,幾十億年過去,氦 3 就在月球的土壤裏慢慢積攢起來啦。估算一下,月球上的氦 3 儲量大概有 100 萬噸,能滿足地球好幾千年的能源需求呢。聽著是不是特誘人?

當下,氦 3 的套用基本還在實驗室裏頭晃悠呢,不過科學家們清楚它前景不錯,可真想讓它發揮作用,還得等它再「成熟些」。

核融合這詞兒聽著或許有點繞,實際上呢,就是學著太陽裏邊能量釋放的樣子,把兩個小原子核湊一塊兒變成一個大原子核,然後就放出老多能量啦。

為啥對氦 3 這麽著迷呢?就因為它在核融合反應裏幾乎不弄出中子,也就不會帶來嚴重的放射性汙染。

比起當下用的核分裂技術(這東西還弄出過車諾比那檔子事呢),氦 3 倒像是個「老實孩子」。

要是咱能把核融合技術整明白了,往後的發電廠沒準兒能又小又高效,說不定還能有人員攜行式的核融合發電家夥什兒。在地球的哪旮旯,那些離電網老遠的村子,靠著一個小小的核融合裝置,就能不停地弄來清潔能源。

再不然在月球基地,太空人們用不著為能源短缺發愁啦,要知道他們腳底下的月球土壤裏就有著他們急需的氦 3 能源呢。

【地月品質差變大,該咋辦?】

說起把氦 3 從月球「扔」回地球這檔子事兒,好多人或許就犯嘀咕啦:這麽多的東西從月球弄回地球,難道就不會給地月系統帶來啥影響?會不會弄出一連串沒法控制的「蝴蝶效應」呢?

畢竟呀,月亮可不單單是夜空中那一輪亮堂堂的月,它對地球的潮汐、氣候,就連地軸的穩定都起著重要作用呢。要是咱們在月球上弄出個「大動靜」,難道地球能不跟著顫一顫?

聽著是不是有點叫人心慌慌?別著急,科學家們老早就想到這個啦。咱們來做個對比瞅瞅。

地球的品質可比月球大了 81 倍呢,就算咱們每年從月球弄走好幾噸氦 3 ,這點東西的重量在地月系統裏那簡直就是九牛一毛,壓根兒就不用當回事兒。

那當然啦,這可不是說咱能隨便從月球上可勁兒搬東西。說到底,不管啥資源的開發,都得想著長遠的生態平衡才行。

不過就當下的科學研究來講,在能想到的未來,氦 3 的運輸量肯定不會給地月系統造成啥實質的威脅。反倒是,開發這些資源說不定能給地球掀起前所未有的能源革命,幫咱們搞定越來越嚴重的能源難題。

代替這個的呢,咱們就會尋思著一捆捆從月球朝地球射來的氦 3,這些奇妙的「小光線」是咋在沒聲沒響裏把咱們的生活給徹底變了樣,甚至把整個世界都重新給定義嘍。

科技這玩意兒的進步啊,起初能讓人驚掉下巴,後來呢,大家也就見怪不怪啦。可每一回啊,那都是人類的聰明勁兒跟自然法則一起使勁兒弄出來的結果。

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