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中国要用磁悬浮抛射,每年挖5吨月球氦3「扔」回地球,能成功吗?

2024-09-02科学

咱原本觉得对月球算是了解得挺透了,哪承想中国科学家从嫦娥五号带回的月壤样品里有个特大发现——氦-3,这可是被当作未来能源的关键玩意儿。嘿,月球上这氦 3 的储量居然多达 100 万吨!

这就表示啊,要是能顺顺当当开采出来,这些资源起码能给地球供应能源上万年呢!

起初只是单纯好奇,后来因为实际利益的需求,科学家们整出了一个听起来挺离谱的计划:靠着月球磁悬浮抛射系统,每年把 5 吨的氦 3 给「扔」回地球。

这个大胆的设想,到底能不能成真哟?

【把氦3「扔」向地球?】

从地球到月球,那 38 万公里是啥样的距离呢?要是想徒步走过去,每天走 10 公里,得走上 9.5 年,而且这还是走直线呢,更别说还得准备好多的干粮和水啦。

别着急,这儿可不是说要徒步奔到月球去,不过这种距离感呐,能让人清楚晓得,从月球把东西「丢」回地球,那绝对不是件容易的事儿。

要让氦 3 跨越这段路程,还得精准地落到地球的某个特定地点,这准是个天大的难题。这儿可没有好莱坞的特效人员帮忙,全得依仗冷冰冰的科学和工程技术搞定。

要把这个动作弄成功,咱们得把氦 3 的飞行路径和速度把控得准准的。要是有一点儿差错,它要么就跑偏轨道,要么在进地球大气层的时候因为速度太快给烧没了。

月球的引力才是地球的六分之一,那是不是就表示咱们能更省劲儿地把东西给「扔」出去?从某个方面看,这确实算个长处,毕竟在低重力的环境里,发射东西需要的能量会变少。可别高兴过头啦!

月球那引力虽说小,可也不是一点儿没有。咱们照样得把这引力克服喽,好让氦 3 能顺顺当当「飞起来」。要是发射的劲头儿不够,氦 3 没准儿就又掉回月球表面啦。

再者,发射出去的氦 3 得在那长长的飞行过程里一直有够快的速度,要不然,等进地球大气层的时候就会被过度加热给烧没喽。

发射氦 3 还有个更大的麻烦呢:月球没大气层护着。这就表明,但凡在月球上搞发射,都直接露在凶险的宇宙环境里头啦。

头一个就是宇宙射线,这些从太空老远地方来的高能粒子可不好对付,能把设备给弄坏喽。

再者,月球表面的温差那叫一个大,白天能热到 127 摄氏度,晚上却能冷到 -173 摄氏度。这么极端的温差,没准会影响设备发挥,说不定还能让设备坏掉。

再有微陨石的麻烦呐。微陨石虽小,可速度一快,它们撞击的力量就能把发射装置给弄坏。开车的时候,迎面飞来的小石子都能把挡风玻璃弄裂,微陨石的劲头那可显然比普通石子厉害多啦。

【从设想到现实】

要把这个听起来贼不靠谱的抛投计划给弄成现实,咱中国科学家那可是下了大功夫,做了大量研究和实验,总算找到了能对付这些难题的实在办法。

要想让氦 3 顺顺溜溜从月球回到地球,头一个得解决的事儿就是咋高效发射。传统火箭发射得要好多燃料,可在月球上弄大规模燃料供应那一套,明摆着不咋靠谱。这么着,科学家们就把心思放到磁悬浮技术上啦——这可是既省劲儿又高效的发射法子。

磁悬浮技术,您听听这名字就知道,就是靠着磁力让东西「飘起来」还能快速动起来。它这系统运行的道理,跟链球运动员扔链球那动作有点像。

链球运动员一直加速转啊转,最后把链球扔出去,那磁悬浮抛射装置呢,也是靠着一个旋转臂使劲转,然后凭借磁力把氦 3 快快地抛射出去。

「扔得准」可是这计划能成的关键哟。说不定有人会忍不住嚷起来:在那老大的宇宙里头,想让氦 3 稳稳当当飞回地球,这能行?就算真抛回地球了,又咋控制它落哪儿?万一咱们费了老劲「扔」回来,掉到别的国家地界儿上或者大海里,那不白忙活啦?

科学家们哪能瞎行动呀,他们在月球上整了个「发射窗口」。

科学家们靠着琢磨地球和月球的相对位置,就能挑出最好的发射时候,让氦 3 在飞的时候借着月球那高真空、低重力之类的独特环境,能让这个系统每天发两次有用的东西,花费大概是现在运输办法的一成。

就算技术再先进,要是老得靠大量人来操作,那肯定免不了出各种错。为了少点这种没准儿的情况,科学家们就打算让抛射过程能全自动化就全自动化。它会当起指挥官,从抛射的角度、发射的时机,再到速度的控制,都归它管。

【氦3能干什么用?】

都说到这了,好像还没讲讲这东西到底是啥,为啥大家这么迷它,连把它从月球「扔」回地球都肯干。

普通氦气(氦-4)含俩质子和俩中子,可氦-3呢,就只有俩质子和一个中子。别瞧就少了这么一个中子,那可大不一样啦!它是搞核聚变的理想燃料。

氦 3 在地球上那储量少得可怜,咋这么少呢?缘由是地球的大气层跟磁场把大量从太阳风来的氦 3 给挡住啦。

可月球上没大气层,也不像地球有那么强的磁场,就那么直愣愣暴露在太阳风里,几十亿年过去,氦 3 就在月球的土壤里慢慢积攒起来啦。估算一下,月球上的氦 3 储量大概有 100 万吨,能满足地球好几千年的能源需求呢。听着是不是特诱人?

当下,氦 3 的应用基本还在实验室里头晃悠呢,不过科学家们清楚它前景不错,可真想让它发挥作用,还得等它再「成熟些」。

核聚变这词儿听着或许有点绕,实际上呢,就是学着太阳里边能量释放的样子,把两个小原子核凑一块儿变成一个大原子核,然后就放出老多能量啦。

为啥对氦 3 这么着迷呢?就因为它在核聚变反应里几乎不弄出中子,也就不会带来严重的放射性污染。

比起当下用的核裂变技术(这东西还弄出过切尔诺贝利那档子事呢),氦 3 倒像是个「老实孩子」。

要是咱能把核聚变技术整明白了,往后的发电厂没准儿能又小又高效,说不定还能有便携式的核聚变发电家伙什儿。在地球的哪旮旯,那些离电网老远的村子,靠着一个小小的核聚变装置,就能不停地弄来清洁能源。

再不然在月球基地,宇航员们用不着为能源短缺发愁啦,要知道他们脚底下的月球土壤里就有着他们急需的氦 3 能源呢。

【地月质量差变大,该咋办?】

说起把氦 3 从月球「扔」回地球这档子事儿,好多人或许就犯嘀咕啦:这么多的东西从月球弄回地球,难道就不会给地月系统带来啥影响?会不会弄出一连串没法控制的「蝴蝶效应」呢?

毕竟呀,月亮可不单单是夜空中那一轮亮堂堂的月,它对地球的潮汐、气候,就连地轴的稳定都起着重要作用呢。要是咱们在月球上弄出个「大动静」,难道地球能不跟着颤一颤?

听着是不是有点叫人心慌慌?别着急,科学家们老早就想到这个啦。咱们来做个对比瞅瞅。

地球的质量可比月球大了 81 倍呢,就算咱们每年从月球弄走好几吨氦 3 ,这点东西的重量在地月系统里那简直就是九牛一毛,压根儿就不用当回事儿。

那当然啦,这可不是说咱能随便从月球上可劲儿搬东西。说到底,不管啥资源的开发,都得想着长远的生态平衡才行。

不过就当下的科学研究来讲,在能想到的未来,氦 3 的运输量肯定不会给地月系统造成啥实质的威胁。反倒是,开发这些资源说不定能给地球掀起前所未有的能源革命,帮咱们搞定越来越严重的能源难题。

代替这个的呢,咱们就会寻思着一捆捆从月球朝地球射来的氦 3,这些奇妙的「小光线」是咋在没声没响里把咱们的生活给彻底变了样,甚至把整个世界都重新给定义喽。

科技这玩意儿的进步啊,起初能让人惊掉下巴,后来呢,大家也就见怪不怪啦。可每一回啊,那都是人类的聪明劲儿跟自然法则一起使劲儿弄出来的结果。

上海硅酸盐研究所说:月球资源「氦 3」将来能变成人类重要的能源呢!科幻世界杂志社讲:就 1 克月壤,中国发现了氦 - 3 的惊喜奥秘!靠它核聚变全球能用 2600 年!

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