獨領風騷,中國"人造月亮"光明喜人。面對自然規律,是利是弊?

2020-09-14 蜥蜴小哥有話說

中國"人造月亮"在2020年完成並進入空中軌道飛行。這個計劃是我國在重慶舉辦的「創新創業」活動中提出來的。這個項目一經披露,立即在國內引外起極大的轟動並引起關注。

四川成都天府系統科學研究會參與的「人造月亮」構想是:

1、2020年首顆「人造月亮」將完成從發射到入軌、從展開到照明的整體系統演示驗證。

2、到2022年3顆「人造月亮」將發射升空,並進行從展開到照明的整體系統演示驗證實驗。

一、天上已經有月亮了,再造一個是什麼道理?

造一個"人造月亮"掛在天空上,這個想法絕非是中國科學家首次提出來的。其實,這個想法和做法世界上個別國家的科學家早有之。

赫爾曼、奧伯特。據查百度資料得知,最早提出"人造月亮"想法的是赫爾曼、奧伯特。他的提出的構想是,在地球上空掛一圈的鏡子,通過反射陽光,讓巴黎的大街小巷再無黑夜的煩惱。

戰鬥民族俄羅斯。俄羅斯不但是個重工業大國,而且還是個核力量和航空航天科技非常先進的國家。關於"人造月亮",俄羅斯早在1993年就制定了自己的造月計劃。該計劃稱為「旗幟計劃」。它共分為三個步驟:

第一步:被稱作「太空鏡面」計劃。具體構想是通過M—40貨運飛船,攜帶了一面反射鏡進入太空;

第二步:在太空開展了"旗幟1.0"的陽光反射試驗;

第三步:在太空中順利展開了一面由鍍鋁膜合成膠片製成薄膜鏡面,形成一個直徑為20米的反射鏡面。

其實,俄羅斯這個"人造月亮"的重量,整體還不到4Kg,可由"和平號"太空站太空人操控。它如同向日葵一樣朝向太陽,將一束直徑約為5千米 — 7千米的光,從太空反射到了地面,其強度相當於一個滿月時的亮度。

1999年2月4日俄羅斯再次開展代號為"旗幟2—5"的陽光反射試驗。這次的計劃是將一個直徑為25米的反射鏡面送入太空,亮度增強到滿月的5 — 7倍。遺憾的是在操作時不慎將薄膜鏡面纏到了"和平號"空間站的天線上,最終薄膜晶被撕裂而宣告了這次試驗的徹底失敗。

德國納粹的絕密計劃。德國納粹在二戰期間有一個絕密計劃,此計劃的核心構想是想在太空展開一個巨大的、能反射陽光的聚焦傘狀鏡面。這個聚焦傘狀鏡面可不是用來照明的,而是利用其巨大的反射面收集陽光,然後聚焦到地面上,可按指令任意摧毀某個城市或者堅固的地面堡壘。然而,由於當時的航空科技能力受限,這個計劃也就"流產"了。

作者認為,"人造月球"作為一種設想,它是人類進步的特徵和需要。其目的、其價值、其結果,在於它的獨特性和實用性以及不可替代性。

二、"人造月亮"要多大,它怎麼能掛在天空上?

其實,要區分"人造月亮"和自然月亮的屬性,才是我們必須要弄明白的核心問題。否則,就會陷在這個裡面而產生矛盾。

首先,要清楚"人造月亮"肯定不會同大自然的月亮一樣。它既不是個球狀體,面積當然也不會那麼的大。

其次,所謂「人造月亮」,就是一個攜帶著大型空間反射鏡的人造照明衛星。據媒體介紹:「人造月亮」其光照強度最大可達到月光的八倍,可為城市提供充足的照明。

再次,"人造月亮"該有多大?這絕對是人們普遍關心的一個問題。至於說這個"人造月亮"有多大還真的不好說:

其一、該設計團隊和該研製單位都沒有說明;

其二、這種核心機密,笨想一下,哪個團隊和國家會透漏核心機密呢?

其三、為了能夠較清楚的說明這個問題,作者在網上找到了這樣一篇文章,作者是「萬象經驗」,文章的名字是《如果我們想造一顆「人造月亮」衛星,它要多大才能像滿月一樣亮》。作者通過簡單地整理和歸納後,把它表述出來。至於它的計算方式和精準性,朋友們看完自有評論。這位作者的計算與測量方法如下:

1、公式計算:算滿月的光強將等於太陽的光強乘以月球的反射率(其反照率 ),再乘以一個幾何縮減因子。幾何縮減因子等於月球的面積除以被反射光照亮的面積。有了這個公式,我們接下來面臨的問題就是要得到各個參數的數據:

首先,我們考慮月球的反照率。月球每個地方的反照率都是不同的,它大於1%,小於100%,因此我們將採用幾何平均值,得到月球的反照率大概為10%,這與實際測量值12%非常接近。

其次,我們考慮幾何縮減因子的大小。月球的面積公式為 πr^2,月光照到地球那麼遠時照亮的面積為2πd^2。因此,幾何縮減因子f的公式為。圖:


這樣的計算方式,真的讓作者懵圈:(哈哈)不知有幾個朋友能看懂的。(開玩笑哪,別當真喲。)

2、通過測量:幸運的是,我們不需要知道月球的半徑和地球到月球的距離,我們只需要知道它們的比例。這很容易測量,如果你在晚上把你的食指伸出一臂的距離,你會發現它正好遮住了月亮。這意味著月球直徑與月球距離之比等於一指寬(約1釐米)與一臂長(約1米)之比。因此,即使你不知道月球的半徑,也不知道月球到地球的距離,我們可以將幾何縮減因子估計為f=10^-5。

因此,月球提供了0.1×10^-5 = 10^-6的太陽光強度,大約等於103 瓦每平方米。如果我們想要用完全反射材料製作一個反照率接近1的球形人造月亮,然後把球形人造月亮放在地球靜止軌道上(距離地表4×10^4公裡),那麼它的直徑將達到12公裡,這將是一個非常大的衛星。

作者認為:我們暫且不去考慮這位"萬象經驗"作者的計算公式對不對,也暫且不去考慮他的測量方法準不準。因為,它的計算結果是在沒有任何已知條件下計算出來的。

需要提醒的是,這位作者對"人造月亮"的最終計算結果是:球形體而且直徑面積是 12 公裡 。這樣的話,計算結果就出問題了,試想,有那一家想造"人造月亮"會造那麼大的球狀的"人造月亮呢?肯定都不會。

三、"人造月亮"有多亮,會像真正月亮那樣亮嗎?

其實,"人造月亮"本身並不發光。它的發光原理是通過搭載在衛星周圍塗有特殊材料的可調帆板,最大程度的將太陽光反射出來。

這樣,搭載的調整帆板就是個關鍵點,也是這個"月亮"的核心問題。比如:它亮不亮?它怎麼亮?它亮到什麼程度?等等問題的實質所在。不可否認"人造月亮"的的確確是個新鮮事,它出現在人們的生活裡,肯定會給人們帶來無限的歡樂。也是人們所期盼的。

另外,據專家介紹,這個"人造月亮"所搭載的反射板也並不是一種簡單的東西,它具備了這樣幾種特性:

第一個是材質上需要和滿足它薄、長,而且「結實」的條件;

第二個是它的鏡面發光必須具有穩定性,而且要達到靈活性;

第三個是它的照射地點的準確性。所說的照射準確性就是指在確定時間、確定範疇內,所要求"人造月亮"的工作連續性。

可以說,上述三點對於「人造月亮」反射光技術的精確提出了更高的要求。

據四川成都天府系統科學研究會參與的人介紹,「人造月亮」進入軌後,將在500公裡以內的低地球軌道上運行並將開展驗證性實驗。屆時這3顆「人造月亮」將等分360度的軌道平面,交替運行。可實現對同一地區24小時不間斷照射,反射的太陽光可覆蓋地表3600—6400平方公裡的範圍,光照強度最大將是現在月光的8倍。

四、"人造月亮"對我們來說,是利大還是弊大?

世界上任何一個國家或者任何一隻科技團隊的任何一個科技發明與創造,都要注重體現它的經濟價值和社會價值。那麼,"人造月亮"在這兩方面的體現會是如何呢?另外,"人造月亮"對我們的生活究竟利大還是弊大呢?

首先,它肯定會給我們生活帶來如下的益處:

經濟效益:1、最突出和明顯的特點是,很多城市的夜晚就會被點亮了。而且,所帶來的光亮將是城市裡的路燈所不能夠相比較的;2、如果2020年"人造月亮"這一技術能夠取得成功,它的光照將覆蓋面積將達到4000平方公裡左右,這會使14億人因此受益,而且會創造12億元的利潤。

社會效益:1、"人造月亮"屬於一種清潔能源,它最大的優點是能夠保護以及維持我們地球的環境;2、在未來可能的突發的地震等自然災害導致的區域大面積停電時,也可以充分利用"人造月亮"來實現空間照明,最大限度地實現減少和緩解恐慌,達到光引導救援等;3、"人造月亮"可以有效地緩解城市用電緊張的局面,也會因此減少因發電造成的空氣汙染。

其次,擔心它會給我們生活帶來如下的弊端:

1、生活規律問題:"人造月亮"如果成功的掛在夜空,它肯定對我們人類生活習慣和生物鐘來說是一種幹擾。儘管城市是座「不夜城」了,但人們會不會是生活在"白晝"裡呢?

2、身體健康問題:"人造月亮"會不會造成夜間光線過強的問題,如果是這樣會很容易讓人類患上肥胖、抑鬱和睡眠紊亂等疾病的發生。因為,晝伏日做是人類千萬年養成的生活習慣;

3、生物生長問題:如果天空真的多了個「月亮」,那自然界的生物生長肯定會受到比較嚴重的影響。因為,它們有的物種是依靠黑夜來覓食、獵物。如果破壞了黑夜與白天的規律,肯定會使它們嚴重的不適應,繼而也會影響它們的繁殖與生存;

4、天文觀象問題:有些天文愛好者甚至提出了如果"人造月亮"掛在夜空,會影響天文觀測問題。因為,天文觀測需要的是全黑的環境。據天文愛好者說「我們一般將觀測天氣條件分為三等,dark night、grey night 和bright night,而劃分依據就是月亮的有無。"人造月亮"帶來光汙染,恐怕會影響天文觀測。

5、海水潮汐問題:我們知道,月亮與地球引力大小變化,會引起的潮汐漲落、如果天空多了一個"月亮",對海水的潮汐會不會產生影響?

對此,哈爾濱工業大學光學研究所所長康為民的解釋說:「人造月球」發出的光只會讓夜晚變得明亮,但不足以對生物系統造成傷害。

作者觀點:"人造月亮"的出現,肯定會影響一些物種的生活和生存規律,但不會改變其本質變化。另外,世界萬物皆為"適者生存"。因此,我們對這個"人造月亮"也需要有一個適應過程來調整自己。

本文參考和索引資源:(1)百度百科《人造月亮》;(2)作者萬象經驗的《如果我們想造一顆「人造月亮」衛星,它要多大才能像滿月一樣亮》。

本文圖片來源網絡,在此深表謝意。

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