“人造月亮”構(gòu)想有望在2022年初步實(shí)現(xiàn)

2022 年后，你抬頭看向天空時(shí)，可能會(huì)看到一顆新的、很亮的星體，它也許是一顆「人造月球」，還是用來當(dāng)路燈的那種。

近日，四川成都天府系統(tǒng)科學(xué)研究會(huì)向《科技日?qǐng)?bào)》表示，他們參與主導(dǎo)的「人造月球」項(xiàng)目有望在 2022 年初步實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)夜晚降臨我們仰望星空，肉眼所見的最亮天體就是月亮。但事實(shí)上，一顆人造衛(wèi)星在離地球500公里軌道內(nèi)的軌跡也是肉眼可見的，比如天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室、國際空間站等。它們反射的陽光讓其看起來像一顆顆星星，由此一些科學(xué)家提出，利用此類現(xiàn)象將太陽光反射到地球，為人類提供照明服務(wù)的構(gòu)想。

近日，科技日?qǐng)?bào)記者從四川成都天府系統(tǒng)科學(xué)研究會(huì)獲悉，該研究會(huì)參與的“人造月亮”構(gòu)想有望在2022年初步實(shí)現(xiàn)——2020年首顆“人造月亮”將完成從發(fā)射、入軌、展開到照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證并發(fā)射，2022年3顆“人造月亮”將發(fā)射升空，并進(jìn)行從展開到照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

“人造月亮”實(shí)為超級(jí)太空反射鏡

“人造月亮”的構(gòu)想最早源于一位法國藝術(shù)家：在地球上空掛一圈鏡子做成的項(xiàng)鏈，讓它們一年四季把陽光反射到巴黎的大街小巷。美國及俄羅斯都曾對(duì)“人造月亮”進(jìn)行過深入探索，希望為人類夜間活動(dòng)帶來便利，甚至實(shí)現(xiàn)軍事運(yùn)用。

俄羅斯處于高緯度地區(qū)，因日照時(shí)間短，一度在“人造月亮”這類光照項(xiàng)目上有重大進(jìn)展。1999年，俄羅斯曾實(shí)施代號(hào)為“旗幟”的一系列計(jì)劃，試圖用特制的反射鏡從太空反射陽光照耀地面，然而最終因?yàn)榭臻g鏡面展開時(shí)失敗，計(jì)劃被擱置。

“俄羅斯之前其實(shí)在演示驗(yàn)證上做得比較完備，基本原理成熟，也在空間站做了實(shí)驗(yàn)，但沒有走到大型空間反射鏡這一步。我們目前的核心技術(shù)、工程基礎(chǔ)材料方面都已經(jīng)有很高的成熟度，具備開展系統(tǒng)演示驗(yàn)證階段的研制條件。”天府新區(qū)系統(tǒng)科學(xué)研究會(huì)主任武春風(fēng)說，“人造月亮”照明項(xiàng)目的一些關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)屬于航天工程共性技術(shù)，之前已由科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展。其中，天府新區(qū)系統(tǒng)科學(xué)研究會(huì)負(fù)責(zé)牽頭項(xiàng)目的完整系統(tǒng)論證，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)、航天科工微電子系統(tǒng)研究院、成都匯蓉國科微糸統(tǒng)技術(shù)有限公司等協(xié)同論證，國內(nèi)20余名相關(guān)專業(yè)的學(xué)術(shù)專家、工程專家共同對(duì)“人造月亮”照明項(xiàng)目進(jìn)行了方案論證與初步設(shè)計(jì)。

在遠(yuǎn)離地球38萬公里的深空軌道上，直徑為3476公里的月球正運(yùn)行，當(dāng)?shù)竭_(dá)滿月時(shí)，它可以向地球的大部分地區(qū)輻射光。而未來的“人造月亮”則預(yù)計(jì)部署在500公里以內(nèi)的低地球軌道上，光強(qiáng)度損失比38萬公里小得多。

武春風(fēng)說，我國的“人造月亮”準(zhǔn)確表達(dá)是一種攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星，預(yù)計(jì)其光照強(qiáng)度最大將是現(xiàn)在月光的8倍。

把鏡子放在天空中反射太陽光

他說，按照相關(guān)研發(fā)計(jì)劃，2020年“人造月亮”完成從發(fā)射、入軌、展開、照明到調(diào)控的整體驗(yàn)證工作后，2022年3顆“人造月亮”將在我國三大衛(wèi)星發(fā)射基地選其一展開發(fā)射工作?！皩脮r(shí)，這3面巨大的反射鏡將等分360度的軌道平面，3顆‘月亮’交替運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)對(duì)同一地區(qū)24小時(shí)不間斷照射，反射的太陽光可覆蓋地表3600至6400平方公里的范圍?！?/p>

光污染影響生物作息？不必?fù)?dān)心

曾有科學(xué)家表示，對(duì)所在星系索取能量的高低，是判斷人類文明發(fā)展程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，深度利用太陽能是人類發(fā)展的一條必經(jīng)之路。目前，人類對(duì)于太陽能的利用，基本是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，但是這樣的轉(zhuǎn)化效率其實(shí)并不高。

“目前，中國、俄羅斯、美國、日本、歐盟等都在開展空間能源應(yīng)用項(xiàng)目的技術(shù)攻關(guān)與驗(yàn)證。反射鏡這個(gè)設(shè)想大家都有，真正誰能走在前面早日實(shí)現(xiàn)空間能源利用，還需要腳踏實(shí)地的科研攻關(guān)和商業(yè)應(yīng)用模式的探索。”武春風(fēng)說。

針對(duì)網(wǎng)友擔(dān)心的影響生物作息等問題，武春風(fēng)說，“人造月亮”的光線強(qiáng)度與照明時(shí)長均可做調(diào)整，照明精度也可控制在幾十米之內(nèi)。

雖然說“人造月亮”是月光的8倍亮度，但考慮到大氣運(yùn)動(dòng)等因素影響，工作區(qū)的實(shí)際光照度大致相當(dāng)于夏季的黃昏時(shí)刻。

屆時(shí)，人們能感受到的“人造月亮”光照度，為路燈光照度的五分之一左右。而且其可以做到“指哪打哪”“亮度可調(diào)”，不必?fù)?dān)心“生物鐘錯(cuò)亂”這種問題。在“人造月亮”運(yùn)轉(zhuǎn)期間，人們仰望夜空，只會(huì)看見一顆格外明亮的星星，而不是大家想象中的一輪圓月。

特別是在民用領(lǐng)域，“人造月亮”充分利用太陽光，與夜間的路燈照明形成互相補(bǔ)充，節(jié)約了大量基礎(chǔ)設(shè)施用電消耗。在日照時(shí)間短的冬季，“人造月亮”提供照明，可起到適當(dāng)讓黎明提前、黃昏延長的作用。

“以對(duì)成都50平方公里區(qū)域提供照射為例，每年可節(jié)約電費(fèi)開支約12億元。在地震等自然災(zāi)害導(dǎo)致的停電區(qū)域，也可以用‘人造月亮’空間照明實(shí)現(xiàn)舒緩恐慌、有光救援、便捷安置等。”武春風(fēng)說。

科幻小說中的“人造月亮”

像“人造月亮”這個(gè)“在軌道放鏡子反射太陽光給地球照明”的想法，在《三體》作家劉慈欣的短篇科幻小說《中國太陽》中也有類似的描述。

小說中，“中國太陽”是一個(gè)面積達(dá)三萬平方公里的反射鏡，它在 3.6 萬公里高的同步軌道上向地球反射陽光，在地面看上去，天空中像多了個(gè)太陽。

按照書中的描述：

這個(gè)人造太陽可以以多種方式影響天氣，比如通過改變大氣的熱平衡來影響大氣環(huán)流、增加海洋蒸發(fā)量、移動(dòng)鋒面等等，這一兩句話說不清楚。

其實(shí)，軌道反射鏡只是中國太陽工程的一部分，另一部分是一個(gè)復(fù)雜的大氣運(yùn)動(dòng)模型，它運(yùn)行在許多臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)上，精確地模擬出某一區(qū)域大氣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后找準(zhǔn)一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，用人造太陽的熱量施加影響，就會(huì)產(chǎn)生出巨大的效應(yīng)，足以在一段時(shí)間內(nèi)完全改變目標(biāo)區(qū)域的氣候。

由于這個(gè)鏡面受到太陽風(fēng)影響發(fā)生了質(zhì)變，于是需要太空蜘蛛人駕駛手扶拖拉機(jī)大小的機(jī)器去擦鏡面。這群人被稱為“鏡面農(nóng)夫”，因?yàn)樗麄冊(cè)阢y色平原上做清潔，也很像在耕種著什么。

科幻小說里的“中國太陽”在二十年里完成了很多事情，比如改變了西北氣候，讓三北防護(hù)林形成一條橫貫中國東西的綠帶；溶化乞力馬扎羅山的積雪以緩解非洲干旱，使舉行奧運(yùn)會(huì)的城市成為真正的不夜城等等。