书城科普宇宙大探秘
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第16章 我们的太阳系(7)

在风暴洋的另一边,的确有一个被认为是通向月球内部的洞穴,它很有可能是进入月球内部的入口。在这个入口内部还应开有其他几个洞穴,以便与月球表面的其他几个洞口相连。

1966年11月20日,美国“月球轨道环行器1号”在执行月球探测任务时,也发现了月面“塔状物”,美国人称之为“金字塔”。发现该物体的地点就在人类在月面首次留下脚印的“静海”。环行器是在离月面52千米的高度对月面进行拍摄时发现的。据拍摄的照片显示,那些金字塔有些像埃及的金字塔。科学家们分析这些照片后得出了结论:这些金字塔的高度约在37.5米。而苏联科学家则估计至少37.5米以上,相当于地球上一幢15层的大厦。这些金字塔完全按照几何学的原理进行排列。

科学家仔细研究照片后认为,这些金字塔绝不是漫不经心之作。这些金字塔的西边正好有一块长方形洼地,仔细观察这些金字塔的阴影部分后可知,那里构成了4个直角,很像是建有建筑物的基地。在照片上,这些金字塔的颜色要比它们周围月面的颜色明快得多,显然,它们是由其他物质构成的,而不像是月面上的物质。

月球上的玻璃穹顶建筑

在美国的数次登月中,宇航员在月球上发现了巨大的玻璃穹顶建筑,这很可能是他们居住在月球上的保护罩。

人类在地球上不会采用玻璃作支架,因为玻璃很容易碎。人类在地球采用钢材作支架。然而这个月球上的巨大玻璃穹顶建筑,不但建筑的顶部是玻璃的,而且整个建筑的四壁也都是玻璃构成的。在月球上,玻璃的强度是钢材的20倍。这个用玻璃建造的建筑物不仅坚固发而且透光效果更好。

人类的月球建设计划

在2004年2月,美国总统乔治·沃克·布什提出于2020年前派人重新登月。欧洲航天局及中国亦有计划发射探测器前往月球。欧洲的“Smart1”探测器于2003年9月27日升空,并于2004年11月15日进入绕月轨道。它将会勘察月球环境及制作月面X射线地图。

美国是最先决定创建月球基地的国家。在20世纪70年代美国已决定建立临时月球太空城。这月球基地计划将分阶段进行。最初建立临时基地,人数从十几人逐步增加到几十人,他们将在月球进行矿物开采和冶炼试验,并为建造永久基地做准备。计划2007年建成中小型永久基地,人数增加到百余人,逐步形成从开采、冶炼到运输的整套生产系统。最后是在月球上建成一个可以容纳千人的月球城,各种类型的生产、生活、娱乐设施日趋完备,物资自给自足有余,还可以“出口”地球。可是20世纪80年代美国就终止了一切登月活动。美国总统2004年宣布计划在2018年重返月球,但这一计划未获国会通过。

日本已初步订出未来探月的任务。日本的宇宙航空研究开发机构甚至已着手计划的有人的月球基地。这一计划仍在进行中。

欧洲希望在月球上建立一个“诺亚方舟”,将地球物种的基因存储起来,当地球遭遇核战争危机或小行星撞击时,人类的生命可以得到延续。据悉,欧航局将在2020年前分4个阶段进行月球探测,计划在2012年将宇航员送上月球,2025年完成永久性月球基地建设。

中国的太空计划分三步:实现载人航天;建立空间实验室;建立空间站,实现与国际空间站对接。作为更长远的登陆外星球工程,专家们计划先遥探月球环境,为将来建设月球基地选址。这一计划正在进行中。

月球表面之谜

月面岩石能够给我们带来诸如月球的年龄、月球的成因等这些信息,通过对月面岩石的分析,我们可以破译困扰我们的诸多谜团。

月面岩石的成分

月面岩石的主要成分由钛、铬、锆等耐高温、高强度、高防蚀性的金属构成。这些金属具有惊人的耐高温抗冲击性,在地球上可以用这种岩石作为电炉的炉衬。

“阿波罗”飞船宇航员最初从月球上带回的是月面静海的岩石标本。对这些岩石进行过分析的科学家们感到困惑。从静海采集的岩石标本经分析后被确信,它们由熔岩凝固而成,由高强度的耐高温的钛类成分组成。而熔解这些金属合金岩石至少需要4000摄氏度以上的高温,否则无法奏效。对于怎么才能使月面达到如此高的温度,科学家们始终难以置信,拿不出适当的解释。

岩石成分分析表明,月球岩石标本所含钛金属的量是地球上最优质钛矿岩石含量的10倍,而且,它们不仅含钛,还含有大量的锆、钇、铍等稀有金属,这些金属是人类已知的强度最高、最耐高温的金属。

月海熔岩之谜

谁能想象出,将钛加热到如此高温使其熔化,并使其覆盖像美国德萨斯州这么大的月海?谁能推测月球曾经比地球的温度还高?

有些科学家认为是月球火山的自然活动造成的异乎寻常的高温。而另一些科学家则认为,来自宇宙空间的巨型陨石经过对月面连续不断的撞击造成了极高的温度。

然而,“撞击熔化”的观点存在着严重的缺陷。问题之一就是,真的发生过波及月面三分之一的巨大撞击吗?如果发生过这类撞击事件,那么为什么月海背面没有受到撞击呢?90%以上的月海都集中于月面,而月背只占到不足10%的月海。同时,由于月面正对着地球,首先必须经过地球的引力场,而地球的引力场要强于月球的6倍,地球的直径又超过月球直径的4倍,这意味着月面是得到地球非常强大的保护的。月背被天体撞击的概率要大于月面10万倍以上,但事实上,月面月海却占月球的90%以上。这种因果倒置悬殊的解释显然不能令人信服。另外,如果在产生高温的过程中含有放射性能量的话,那么在月球背面覆盖着更厚月壳的区域,在大量熔岩流出时其中应含有当时产生的放射性元素,然而,令人失望的是,在月球背面并没有发现任何放射性元素的踪迹。

月壳坚硬之谜

科学家在研究从月海采集到的岩石样本构造后发现,月球岩石要至少承受过深达月面下162千米的压力。应该有“某种能量”能够把月面下162千米处的熔岩送出月面。有科学家认为,这种力量就是火山活动。

火山活动把月球内部岩石熔化并将岩浆送至月面的过程中,月面上肯定有大量放射性元素的聚集。但根据美苏的月球轨道探测器的探测,以及对月球岩石标本的测试表明,月面上发现的放射性元素的放射剂量已相当衰弱。这表明,月球岩石不是迅速熔化并在短时间内以岩浆形式扩展到月海所在的区域。

1972年5月13日,一个巨大的陨石撞上月面。利用这一机会,美国科学家们测量了月球外壳的厚度。数据表明,月球外壳的厚度至少在54千米以上,比地球上所有大陆的平均厚度厚2倍以上。在对这次巨大陨石撞击月面的资料进行研究后,一些科学家得出结论说,月球不会形成类似火山活动那样高的温度。

登月宇航员们还用电钻钻探月面,当时所用的电钻的钻头使用的是人工合成的“黑金刚”,几乎不存在它打不穿的物质,但是,尽管宇航员们几次拼尽全力向月面下钻进,但也只能打进4~5米的深度。

为什么月壳如此之厚,又如此之硬呢?又是用什么手段进行的高温“处理”呢?科学家们再一次陷入困惑。

月球的成分

45亿年前,月球表面仍然是液体岩浆海洋。科学家认为组成月球的矿物克里普矿物展现了岩浆海洋留下的化学线索。克里普矿物实际上是科学家称为“不兼容元素”的合成物——那些无法进入晶体结构的物质被留下,并浮到岩浆的表面。对研究人员来说,克里普矿物是个方便的线索,说明了月壳的火山运动历史,并可推测彗星或其他天体撞击的频率和时间。

月壳由多种主要元素组成,包括:铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝及氢。当受到宇宙射线轰击时,每种元素会发射特定的伽玛辐射。有些元素,例如:铀、钍和钾,本身已具放射性,因此能自行发射伽玛射线。但无论成因为何,每种元素发出的伽玛射线均不相同,每种均有独特的谱线特征,而且可用光谱仪测量。直至现在,人类仍未对月球元素的丰度作出全面性的测量。现时太空船的测量只限于月面一部分。

月球有丰富的矿藏,据介绍,月球上稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1~1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。

月球上的水与生命

千百年来,月亮在中国的神话传说中是有人居住的。那么,月球上究竟有没有生命呢?是否也和地球一样存在大量的水呢?

储量可观的月球之水

在20世纪六七十年代,美国先后发射了6艘“阿波罗”载人登月飞船和其他数十个无人月球探测器,都没有发现过月球上冰水的痕迹。

1998年1月6日,美国又派出“月球勘探者号”探测器,专门去寻找月球的水资源。探测器携带了更先进的找水仪器——“中子光谱仪”。它对氢原子非常敏感,仪器的灵敏度相当于可以在1立方米的月球土壤中探测出一杯水的含量。

经过探测器对月表面作了七周的扫描后发现,月球南北两极陨石坑底部的土质很松,里面有大量的氢,并表明土下面有冰碴,而北极的冰相当于南极的2倍。经过研究分析,在当年3月5日,美国航空航天局宣布:月球两极存在大量冰态水,其储量约0.1~3亿吨,分布于月球北极近5万平方千米和南极近2万平方千米的范围内。

月球两极为何有水

一些学者解释说,月面大气压力不到地球大气压的一万亿分之一;在月球上阳光照射到的地方,月面的温度可达到130~150摄氏度。因此,对于沸点远低于100摄氏度的月球液态水来说,很容易沸腾蒸发。再一点是月球质量小,引力薄弱,根本无力缚住水蒸气,致使月球上气态水逃逸殆尽,不留踪迹。

然而,月球的两极非常特殊。拿月球南极来说,有一个叫艾物肯的盆地,被认为是陨石撞击形成的,而彗星的含水量在30~80%左右,彗星中水蒸气含水量则高达90%。该盆地的直径有2500千米,深约13千米,黑暗幽深,终日不见阳光,温度一直保持在零下230摄氏度以下,因而像冰箱里的水汽在冷冻室里凝结成霜一样,这里可成为固态水的藏身之地。

细菌可在月球生存

1967年4月,美国的“勘测者3号”无人驾驶飞船在月球表面软着陆。它是为即将登月的宇航员们探路的。它完成任务后,默默地用三条腿站在月球上。

1970年11月19日,一个登月舱降落在离它183米的地方。舱内走出了宇航员康拉德和比恩,他们登月的任务之一就是寻找“勘探者3号”。他们拆下了“勘探者3号”上的摄像机,还取走了另外三个零部件,一起带回了地球。

那具摄像机被带回休斯敦几个月后,一位微生物学家从垫在摄像机电路系统内的一小块聚氨基甲酸酯泡沫塑料中成功地培养出了一批细菌。这批细菌和人类气管中的微生物是同一类型。因摄像机的外壳隔开了宇航员,他们不会沾染这块泡沫塑料。因此科学家认为,细菌是在地球上孳生的,在一个本来不利的环境里,由于摄像机的保护,竟能生存1000多天。

由此可以得出结论,一块陨石能够保护它内部的小生命体,某种微生物穿过星际空间来到地球或另外的星球是完全可能的。一旦遇到适当环境,它们就会大肆繁殖起来。

月球的成分

月球的表面并非是没有土壤覆盖的不毛之地,实际上,到处都覆盖着厚层的岩屑和玻璃质的物质,被称为月壤。月球上月壤和地球上风化剥蚀作用形成的土壤概念是不同的,月壤是由细致尘埃、大到砂,甚至大砾石等物质组成的。在月海中,月壤的厚度一般为2~10米,月陆中月壤的厚度稍大些,可以达到20米。月壤中的岩屑主要由各种不同形状和结构的玄武岩和斜长岩组成。月壤中的角砾主要有玄武岩岩屑和玻璃质胶结物两部分组成。此外,在月壤中还有一定比例的球粒陨石。

月壤中岩屑的来源主要是因撞击而破碎的月岩和陨石,它们是构成月壤的主要成分。月岩由于热胀冷缩的长期作用,自身发生崩解以及月球上火山爆发的火山灰和岩石碎屑等它们都是月壤的来源之一。

月球造氧竞赛

从地球运氧气到月球,既花钱又没效率,因而不大可行。为此,美国航宇局在2004年专门为造氧设置了一笔单项奖金25万美元,鼓励科学家们创新,希望独辟蹊径,找到获取氧气的新途径。“月球制氧竞赛”是美国航宇局“百年挑战”系列活动中的一项,是整个挑战中的第三步。这项竞赛由美国航宇局和佛罗里达太空研究所联合发起,激励化学工程师们大胆创新技术,以便于未来人类开辟太空新领地。

美国提出一个宏伟目标,2015年在月球建立常驻科学考察站。实现及维持月面基地的困难很多,因为科学考察站所需的全部物资都必须从地球运输过去。特别是人必需的氧气,必须就地解决,否则困难太大。如果能在月球上解决氧气的供应问题,也许能促进未来的载人火星探测。在这样一个背景下,美国航宇局提出设立奖项,给最先开发出使用化学方法利用月球上的沙子高效制取大量氧气的人奖励25万美元。

这个项目以“月球风化层氧气挑战”命名。竞赛规则很简单:参赛者必须研制出一种设备,其重量和功率符合一定标准。在地面实验测试时,以火山灰代替月球土壤,要在8小时内制取至少5千克氧气。谁能最先研制成功并现场示范运作,谁就赢得大奖。