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第253章 登月(2 / 6)

要。我们探讨过很多种如果拥有大量电力可以采用的发射方式,比如质量加速器和发射环,但氦 - 3 核聚变反应以及无中子核聚变反应堆,比氘氚核聚变反应堆更有希望被小型化,成为航天器上实用的动力源。

但即便如此,对于从地球发射的航天器来说,我们也不一定需要从月球获取氦 - 3 作为燃料。我们之所以重点研究氘氚核聚变,是因为它是目前所有核聚变反应中最容易实现的。理想的核聚变反应堆,除了直接使用普通氢作为燃料的反应堆,就是氘氘核聚变反应堆,因为氘在地球乃至整个宇宙中都非常丰富。氘氘核聚变需要的温度比氘氚核聚变高,但远低于氦 - 3 核聚变,而且氘氘核聚变反应堆的副产品就是氚和氦 - 3。如果我们需要氦 - 3,直接从反应堆中提取即可。而且,所有未被利用的氚会衰变成氦 - 3,这也是我们目前获取氦 - 3 的主要途径。我们利用氚来提升核聚变炸弹的威力,而氚的半衰期只有十二年左右,所以我们必须从中提取出氦 - 3,再补充新的氚。

值得一提的是,即便氦 - 3 无法用作核聚变燃料,它依然是一种有用的物质。如今氦 - 3 有很多应用场景,每克的价格高达数千美元,是黄金的数百倍。按照目前的市场价格,从月球运回一吨氦 - 3,就能卖到数十亿美元。当然,一旦氦 - 3 的供应量大幅增加,其价格预计会大幅下跌。目前美国的氦 - 3 年供应量仅约 8 公斤。这就象我们说小行星上有上百吨铂,价值数万亿美元,以此来激发人们对小行星采矿的兴趣一样。从稀缺性的基本经济学原理来看,在我们将所有氦 - 3 卖出之前,它的价值就会大幅缩水。

所以虽然我不想说月球上的氦 - 3 储量被过度炒作,但我们实际上不太可能为了将其运回地球而大规模开采月球氦 - 3。而且月球上的氦 - 3 储量也并非那么丰富,并非象水洼一样随处可见,随手就能收集起来运回地球。月球上氦 - 3 的总体浓度约为十亿分之一到十亿分之十,在永久阴影区,浓度最高可能达到十亿分之五十。因此,如果我们想要每年获取 10 到 20 吨氦 - 3 来为美国电网供电,每年就需要处理至少十亿吨的月球表岩屑。

但氦 - 3 作为星际航天器的燃料,确实有着很大的潜力。也就是说,月球很容易成为早期和中期星际旅行的 “油田”。当然,在太阳系更深处,还有更优质的氦 - 3 来源。但这并非月球能为我们提供帮助的唯一方式,只是最近比较受关注的一种。我们一直在查找理由,让人类在月球大规模创建永久基地,让数十甚至数千人在基地生活工作。即便我们研制出了能使用氦 - 3 的核聚变反应堆,氦 - 3 开采或许也并非那个能让我们下定决心的理由,除非出于某种原因,这种反应堆成为了唯一具有商业可行性的核聚变反应堆,但这种可能性并不大。不过,无中子核聚变反应堆确实有着诸多显著优势,或许会让这种情况成为现实,但即便如此,可能性依然不大。

那还有哪些其他的理由呢?再次强调,由于月球没有大气层和强引力,它是创建基地的理想之地。在月球上采矿要容易得多,在某些方面,利用太阳能供电也比在地球上更便捷。低引力让采矿和地外运输都变得轻松不少。月球表岩屑中富含氧、硅、铁、钙、铝和镁,含量依次递减。我们当然不会为了地球而开采这些资源,因为地球上的储量十分丰富,但随着太空基础设施的逐步完善,这些资源对于建造空间站和航天器来说至关重要。对于地外设施的建造而言,月球是比地球更好的原材料来源,因为我们无需将这些物资穿过数英里厚的大气层,也无需克服地球的强引力。

太阳能也是月球上一种相当不错的能源选择,因为月球接收到的阳光其实比地球更多 —— 地球的大气层会吸收和反射大量来自太阳的光线。此外,太阳能在地球上的应用往往受限于昼夜交替,天空中的云层也会让光照变得非常昏暗。但月球上没有云层,而且月球的一天相当于地球上的一个月。月球的周长不到 7000 英里,一天的时长也不到一个月,所以即便是在昼夜分界线移动速度最快的赤道地区,其移动速度也不到每小时 10 英里。在地球上,只有超高速飞机才能追着日落飞行,而在月球上,一架普通的喷气式飞机就能做到,而且月球上的飞行器不受空气阻力影响,引力也很小。

因此,在月球上,我们完全可以使用太阳能驱动的机器人车辆,让它们每月绕月球一周,始终处于阳光照射之下,每月返回基地一次进行维护。我们通常会认为月球基地会采用核能供电,这当然是一种选择,也可以采用太阳能供电,在长达半个月的黑暗期依靠电池或燃料电池供电。但由于月球上没有空气阻力且引力较小,可移动基地也成为了一种可能的选择。

此外,在月球上建造高塔并非难事,因为月球上没有风,引力也同样很小,而且建筑越高,在月球的白天能接收到的光照就越多,因为地平线的遮挡会更少。如果将太阳能设备建在月球极地地区,比如沙克尔顿陨石坑,这些地方有 80 甚至 90 的时间都能被阳光照射到。

既然在探讨月球基地时,极地地区会被频繁提及,我就再详细解释一下。我们都知道地球上的极昼现象,地球两极附近的地区会有长达数月的极昼或极夜。我们也经常提到月球的极地基地,以及那些光照时间更长的局域。月球极地地区不仅光照条件特殊,我们还预计在这些局域能找到更多的冰,极地的环形山内部也有冰存在。冰的存在至关重要,因为我们在月球上需要水。月球的极地和赤道附近,都有光照时间极长或极短的局域,但原因与地球并不相同。

在地球上,地球自转轴相对于太阳的倾斜,导致高纬度地区会在数月内始终朝向太阳,或始终背向太阳。但月球的自转轴相对于太阳几乎没有倾斜,

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