當一年月球人要花多少錢?光呼吸就要燃燒 6,000 萬美元

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 16 日 20:13 | 分類 天文 , 航太科技 follow us in feedly


在月球上討生活不是件容易的事,但我們仍懷有當月球人的夢。那麼想具體在月球打造一座基地,究竟要先付出多少成本?《GOBankingRates》網站從火箭發射、月球電力供應、食物種植、水資源轉換等各方面,整理出最終可能要花費多少錢。

45 億年前,月球在地球出現後不久跟著形成,之後便不離不棄的陪伴地球到現在,如今人類科技已經進步到成功登月,下一步就是駐月了。

然而月球終究是個與地球不一樣的歸屬地,它的重力僅地球六分之一,地表幾乎沒有水,大氣層(總質量低於 10 公噸,接近真空環境)稀薄到無法保護嬌弱的人類,也就是說月球不像地球有得天獨厚的氧氣可供人體呼吸,也無法阻擋來自太陽的輻射、宇宙的高能射線、太空的暴走隕石。

想在這樣的環境求生存,我們得自行開發「適居地」,生產我們熟悉的氧氣、水和食物。而在那之前,我們還得先想辦法逃出地球重力的控制。

火箭發射

根據 NASA 分析,目前火箭光是要將有效載荷投入低地軌道,成本就高達每磅 1 萬美元,可想而知火箭要脫離地球軌道前往更遠的月球,成本一定翻倍漲;或者這樣說,殖民地建置前期,我們還要先靠火箭運送食物過去月球基地,那麼光是運送 10 磅米過去,就得先支出 10 萬美元運費。

P.S:10 磅米約 4,535 公克,節省點吃大概可以煮個 100 碗白飯。也因此 NASA 正在研究各種能降低成本的方法,比如改採用雷射脈衝火箭發動機、離子發動機等,最終目標為將成本壓至每磅數百美元。

電力需求

蓋好月球基地後,無論是製造氧氣還是開燈種植食物,背後都需要穩定的電力支援,然而受限於月球軌道面比較接近黃道面(相對於黃道平面只傾斜 5.1°),導致月球表面接收到的陽光其實很少,大部分月球表面一次都要度過兩個禮拜以上的夜晚,所以不可能完全依靠太陽能發電系統,目前最好的方法是核反應爐。

NASA 曾推出一個火星小型核反應爐計畫「Kilopower」,成本僅 2,000 萬美元,可以在 10 年內提供 10kw 電力,在搬去火星前可以先搬去月球。但要用火箭運送核反應爐然後放到其他天體上,想必會引起許多人不安,所以科學家還有其他替代方案,比如月球北極的皮爾斯環形山邊緣,剛好有 4 個區域終年被陽光照射形成永晝峰,我們可以在那裡放置太陽能電池板,而月球基地也很適合建置在極區。

種植食物

在月球上吃東西是個有趣的問題。要嘛如前面所述,用超超超超超高額運費從地球補給食物,要嘛想辦法在一個沒有空氣、沒有太多陽光也沒什麼重力的地方種植作物,然而水在低重力環境中的移動方式和地球上可不一樣,看看中國嫦娥 4 號嘗試在月球上種棉花,雖然種子成功發芽了,但幾小時不到就宣告死亡的實驗就知道月球作物有多難。

土壤作物行不通,就試試看水耕作物。AmHydro 公司曾推出水耕栽培作物(hydroponic crops),和土壤作物相比產量可提高 5 倍或更多,費用的話估計一個人約 23 萬美元。

建築物

費用:未知。月球表面溫差可以從白天的 122℃ 驟降到夜晚的零下 232℃,如果住在月球表面,首先要先有可以抗溫差的材料,其次建築內部要開發恆溫系統──這用電量不是開玩笑的。不過,月球地底溫度可以維持在約 24℃,因此科學家傾向於建造地下基地,不只可以避免太空人暴露在紫外線輻射下,也能避免被隕石撞擊。

生命泉源:水

沒有食物,人體還可以勉強撐 1 個星期~1 個月,但不喝水,人體只能撐 2 天。如果月球上找不到水資源,我們就得不斷輸送水到月球,成本將高達每天約 8~16 萬美元,或者每年約 3,000~6,000 萬美元。

比水更迫切的需求:氧氣

沒有水可喝,人體可以撐 2 天,但沒有氧氣可吸,人體 5 分鐘內就會窒息死亡,而月球的低重力無法維持住大氣層,我們除了攜帶循環製氧設備過去外沒其他方法。人體平均每天攝入 0.55 公斤氧氣量,換算成容量單位約四分之一加侖;一名太空人每年需消耗 80 多加侖氧氣,而一個容量 125 加侖的儲槽重達 6,000 磅,若以每磅 1 萬美元計算,則要將裝滿氧氣的儲槽送到月球上需要花費 6,000 萬美元。

太空服

地球上任何名牌服飾的價格,都敵不過一件太空服的成本—2.5 億美元。NASA 至今已經投入這麼多資金開發太空服,但是結果大多是失敗的,這有點令人失望。

一些讓太空人保持理智的日用品

一名訓練有素的太空人知道月球生活絕對稱不上舒適,但做再多心理準備都遠不敵現實的打壓──處於一個沒有聲音、沒有生活安全保障、沒有家人朋友情感支持的荒郊野地,你可能需要一些外物幫忙打發時間、抒發壓力,比如電動、書籍。

回到火箭攜帶東西每磅成本 1 萬美元的前提,如果你帶了一個 iPad 上太空,成本也要 15,000 美元。

各種成本零零總總加一加,YouTube 頻道 Wendover Productions 估算若派出 4 名太空人到月球生活一年,成本總額將高達 360 億美元,或者說每天約 1 億美元。登月真是一個偉大的夢想。

(首圖來源:pixabay

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