月球绝非一片荒凉的不毛之地,其蕴藏的战略价值对人类的未来至关重要,且不可替代。
第一点,资源
月球土壤中富含氦-3同位素,其预估储量高达百万吨级。相比之下,地球上的氦-3储量极为稀缺,总量不足半吨。
氦-3是进行高效、清洁核聚变反应的理想燃料,几乎不产生放射性废料。
氦三聚变的难度是现有氘氚聚变的数倍,但不会产生中子
其价值极为高昂,约1400美元/克,折合人民币近万元
月岩中含有丰富的铁、钛、铝以及稀土元素等矿产资源,具备在月球进行原位资源利用(ISRU)的潜力,可首接用于建造月球基地或制造设备。
月球两极的永久阴影区内,己被证实存在大量水冰。
中国“嫦娥七号”任务计划于2026年对其进行更精确的探测。
这些水冰是生命维持系统、制造火箭推进剂的核心战略资源。
能提供饮用水、氧气,通过电解水获得液氢和液氧。
除此之外月球有丰富的光资源!
注意这个丰富,具体丰富到什么程度?
这样说吧,把百吨王卡车送到月球上,头顶一块光伏板,就能首接跑。
好的,现在我们知道了月球有水、矿石、氧气、燃料。
这些东西组合起来是什么?
是工业原料!
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第二点、深空探索的天然跳板
月球引力仅为地球的1/6,且缺乏稠密大气层。
这意味着从月球表面发射航天器进入深空所需的能量,远低于从地球发射。
理论上所需速度增量仅为地球的约1/20。
利用月球资源进行补给和发射,月球将成为人类迈向火星、小行星带乃至更遥远深空的理想中转基地和后勤枢纽。
好的,月球有工业资源+月球向外运输方便=什么?
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这里先引入一个概念:原位资源利用(ISRU)
这是最重要的一点
利用月球水冰电解生产液氢(LH2)和液氧(LOX)。
这是目前最成熟高效的化学火箭推进剂组合,可首接用于月面发射的火箭。
利用月壤(表岩屑)和月岩中的金属矿物,通过3D打印等先进制造技术。
就地建造月面基地结构、设备部件甚至道路等基础设施,极大减少对地球物资补给的依赖。
正是“位置优势”与“资源禀赋”这两大核心条件的结合。
奠定了月球在人类太空探索蓝图中极高的、不可替代的战略地位。
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现在,我们知道了。
因为有资源、有能源、有交通,月球有作为工业基地的潜力。
那么、为什么要这么做?
因为这是深空工业化的基石!
月球独特的环境与资源禀赋,赋予了它作为深空跳板无可比拟的优势!
月球是最理想的发射环境,他的重力仅为地球的六分之一。
能大幅降低从月面起飞进入轨道或深空所需的能量
因为没有大气层,航天器无需复杂且沉重的大气层再入热防护系统。
也无需为月面起飞设计气动外形,结构更简单可靠。
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因此,月球是人类迈向深空唯一可行的前置工业化基地。
它不仅是通往火星及小行星带的跳板,更将成为支持这些深空任务的后勤保障中心、推进剂加注站和设备制造维修点。
因此未来的登月计划,绝非仅仅建立几个空间站式的科研前哨站。
未来的目标是建立具备完整产业链的工业化基地、资源开采中心和火箭发射基地
实质上是“殖民地”级别的永久性存在!
这意味着在月球上构建从开采、冶炼、加工到制造的全流程工业体系。
这将是一个长期、渐进的过程。
从现在开始,持续数十年甚至上百年。
【这里还有一个非常有意思的点,是一个资源悖论问题,先挖个坑留到后面说】
好的,现在确定在月球建立工业基地必然性。
那么、建立工业基地需要什么?
需要设备,需要工人(土木老哥)。
因此、地月运输是关键中的关键。
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在深入探讨地月运输解决方案前,需要澄清一个关键认知:
化学火箭仍是当前不可替代的基础!
尽管存在诸多局限,但重型化学工质火箭(依靠燃料燃烧产生推力)是目前人类实现大规模地月载荷转移唯一可行且成熟的技术手段。
现阶段设想的非化学推进技术,如电推进、太阳帆、核热/核电推进等。
虽然拥有极高的比冲,例如NASA研究的某些电推进方案比冲可达数千至上万秒。
但其推力水平极其微弱,远不足以支撑将重型工业设备或大量人员高效地送出地球引力深井。
【这些火箭力气没我奶奶大】
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因此,在月球实现大规模原位制造和自给自足之前(这是一个漫长的目标)。
地月之间数万吨级别的初期工业设备、基础设施和补给物资的转移需求,必须依赖重型乃至超重型化学推进火箭。
为什么必须是重型火箭?
因为运力需求是硬指标!
月球基地建设所需的基础工业设施,例如小型化但功能完整的采矿、选矿、冶炼或化工厂。
即便经过高度集成优化,其质量也不会低于20吨。
许多关键设备可能需要数十吨甚至更重。
【很多非理工科的读者,很难想象人类现在的重型工业设施有多大,只能说千吨算小,万吨起步。】
除了工业外的其他设施,仅以生命维持系统为例。
参考中国天宫空间站的数据,一个25吨级的核心系统,在补给一次物资后,可支持3名航天员在轨生存约9个月。
考虑到月球重力环境下的活动,如舱外作业、体力劳动。
可能显著增加资源消耗速率,实际可持续时间可能缩短近半。
这进一步凸显了初期大规模运输保障的重要性。
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因此,具备将20吨以上有效载荷可靠运送至月球表面的能力,是开启月球工业化的绝对底线要求。
而一次性使用的超重型火箭成本高不可攀,重型/超重型可回收运载火箭技术是实现大规模、可持续地月运输的经济性核心。
这也解释了为何:
美国载人重返月球计划(Artemis)中:
SpaceX的星舰(Starship)(完全可回收设计)与NASA的太空发射系统(SLS)(部分可回收/一次性)存在路线之争。
中国的长征九号重型运载火箭方案历经多次调整优化,其核心目标之一正是瞄准未来大规模、低成本的地月空间运输需求。
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这也解释了为什么当代人类登月,与冷战时期的太空竞赛截然不同。
因为现在登月不只是“上去就行”!
这是本质驱动力的差异!
冷战时期,美苏太空竞赛。
核心驱动力是政治象征意义与国家威望的角逐。
率先将人类送上月球是展示制度优越性和科技霸权的终极手段,其政治意义远大于实际的经济或科学价值。
而21世纪的月球探索,核心驱动力则转变为:
争夺地缘政治主导权与未来科技经济话语权!
月球己成为大国角逐“太空时代领导权”的核心战略疆域。
掌控月球资源开发与运输能力,实质上等同于掌握未来(22世纪)的,深空经济体系的规则制定权与主导地位。
这首接关系到内太阳系,包括火星、小行星带资源的开发权与利用权。
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以上仅为作者理解,作者能力有限,有遗漏或错误的地方,请各位读者指正和补充。
在第一章前面,补发了资料章,有兴趣的读者可以去看看。
(虽然就三个人看,可怜啊,科幻区纯为爱发电,这本书会坚持写完,不求赚钱,能把我资料费补上就满足了。)
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