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1998年8月； 德国马克斯？普朗克高层大气物理学研究所科学家最近宣布； 他们对美国航空航天局观测卫星所获数据进行分析后发现； 月球大气中含有氧元素。除了氧元素之外； 月球大气中还存在有硅和铝等元素。据认为； 这些元素可能主要是月球表面土层受太阳加热后释放出来的。
月球大气是由美国“阿波罗”号宇宙飞船首次发现的； 在此之前人们一直认为月球上没有大气。月球大气非常稀薄； 比距地球表面100公里处的地球大气还要稀薄。
科学家们起初认为月球大气的主要成分是氦和氩； 1988 年发现其中还存在钾和钠元素。德国科学家们指出； 目前来看； 要想从稀薄的月球大气中提取含量极低的氧元素为人类所用是不现实的。
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但科学家们认为； 这一新发现意味着月球气体中可能还存在有其他目前未知的成分。进一步弄清其构成； 可为研究其他行星及其卫星的大气状况提供重要借鉴。
月球上有水
1998年1月6日发射、11 日进入月球轨道对月球进行勘测的美国“月球勘探者”号卫星发现在月球的北极和南极有冰。最多可能达到100亿吨。这一发现被认为是人类朝着实现移居月球并将月球用作火星探测发射基地这一设想跃进了一大步。
这些冰在月球的南北极与月球的外壳混为一体； 相当于一个深10米、面积1000平方公里的湖泊； 可供一个大型城市循环使用。
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冰中的氧和氢是为宇宙飞船主发动机提供燃料的主要成分。这些氧和氢可以作为探索宇宙的资源； 而且可使月球成为“对火星及太阳系中其他星球进行探测”的一个基地。从月球冰中提取水会是个“简单”的过程： 将混有冰的泥土收集起来； 在房间里加热； 使冰融化后便可以得到水。
不过； 这个过程需要开发能在月球两极低至 … 230℃的极冷温度下工作的器皿。数据表明； 月球两极都存在冰； 北极的冰储量要更多一些。这些冰都分布在太阳永远照射不到的圆坑里； 上面覆盖着数十厘米厚的土层。坑里的温度始终保持在 … 150℃以下； 因此冰不会融化和蒸发。
“月球勘探者”是在环月轨道上利用它的中子分光仪对月球表面进行扫描分析后发现月球上存在水的证据的。据认为； 月球上的水绝大多数来自撞击月球的彗星和陨石。
研究人员说； 月球北极地区水的数量要比南极地区多大约50％。宾德说； 所有的水都存在于终年不见阳光的环形山内部。
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第六章 人类对太空的艰辛探索
月球的气温总是在 … 156℃左右； 使得这些冰的存在“几乎是永恒的”。
数据表明； 这些冰呈层状； 它们上面覆盖着厚达18 英寸的土壤。
月球上有氦… 3元素
1998年12月31日； 美国科学家在月球上发现了储量丰富的氦… 3矿藏； 并绘制出了这一矿藏的分布图。
氦… 3是氦的同位素； 含有两个质子和一个中子。在热核聚变反应过程中； 氦 … 3同具有一个中子和一个质子的氘 （重氢）发生热核聚变； 产生的中子很少； 可以大大降低热核聚变反应堆的放射性危害； 因此这种元素有可能成为21 世纪热核聚变能的宝贵原料。
据估计； 月球上氦… 3 元素的总储量大约为100万吨； 可为地球上的人类提供能源达数千年之久。开采时只要对月球土壤加热； 氦… 3元素就会从土壤缝隙中释放出来。相比之下； 地球上的这种矿藏只有20吨； 而且位于地壳深处； 不易开采。
美国地质调查局以杰弗里？约翰森为首的这个地质学家小组在最新出版的《地质研究通讯》上发表了他们绘制的月球上氦…3分布图； 这使人类在月球上进行商业性开采这种元素的可能性又向前迈进了一步。
这些专家认为月球最容易找到氦… 3的地方是静海和位于月球另一面的风暴洋以及奇奥尔科夫斯基陨石坑和东海。
6 。 移民月球
英国《星期日泰晤士报》1998年5月3日报道； 美国国家航空航天局披露移民行星的蓝图。科学家们已经向外界披露利用当地原料； 在其他行星和月球建造基地的计划。
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这些科学家取得的成果是以几个月来对月球土壤的研究为基础的； 而月球土壤是阿波罗宇宙飞船在登月飞行中带回地球的。这项未来移民计划是国家航空航天局在一次工程会议上披露的。
该计划的关键是； 建设者怎样在当地获得原料； 这是移民月球和其他行星的最大难题。
航天飞机着陆后； 差不多马上能够起飞； 使供应机可以连续不断地往返于地球和已开发的行星之间。然而； 每次飞行消耗的费用和时间表明； 比较明智的做法是依靠当地原料。由于月球土壤中铝矿和铁矿比较丰富； 而且容易用采矿机械开采； 因此未来移民区的主要建材很可能不是铝制的就是铁制的。
研究这项移民计划的劳伦特？西比莱说； 届时这些金属矿需送进冶金炉内提炼。他说： “你需要用冶金炉才能把开采的原料制成建材。目前我们的想法是； 最好把原料送到月球南极的一个环形山附近提炼； 因为炼矿需要使用太阳能； 而在那里你可以获得源源不断的太阳光。”
太阳能电池板是较为可取的动力装置； 可为机械装置和供暖提供动力； 部分原因是月球上有1/ 5土壤由硅构成； 而硅是制造太阳能电池板所必需的原材料。
但是； 月球大气层非常稀薄； 这意味着必须保护宇航员住所不受太阳的辐射。为解决这一问题； 马歇尔航天中心的科学家正在研制一种神奇的新材料。
气凝胶是一种差不多完全用空气制成的新型玻璃； 而且几乎没有任何重量。国家航空航天局的研究人员已经在试验中展示怎样用月球土壤中的硅制造这种轻型材料。
尽管气凝胶几乎全是用空气制成的； 但是它的制成过程使之可以充当吸收辐射的优良材料。
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第六章 人类对太空的艰辛探索
西比莱说： “它是一种完美的材料； 就像是插在两片金属中的夹层板一样。它可以像隔热体那样； 保护房屋内居住的所有人不受外界寒冷的影响。我们的试验已经表明； 一英寸厚气凝胶的隔热效果不亚于一英尺厚的普通隔热材料。”
马歇尔航天中心的科学家一直在与约翰逊航天中心的同行合作； 后者持有阿波罗宇宙飞船在登月飞行中带回的月球土壤样品。
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目前； 这两个航天中心的研究人员正在加紧实施登月飞行计划； 以确认在月球上是否能制造出他们在地球上用岩石和土壤样品制成的材料。只有到那时； 国家航空航天局才能在移民月球还是移民火星中； 作出较好的选择。
四、“起源”号探测器
美国当地时间2001年8月8 日； 被5次推迟发射的美国航空航天局太阳探测器“起源”号； 终于在一片阴霾中点火发射了。在佛罗里达州卡纳维拉尔角的发射场； 它搭载在德尔塔（Delta） 火箭的头部； 开始了为期3年的太空旅程。
起源号这次的目的是“把一小块太阳取回来” （capture apieceof the Sun）； 在美国航空航天局的主页上； 就是这么赫然写着的。实际上； 它将飞到太阳与地球之间的一个固定点； 在那里逗留2年时间； 采集太阳风甩出的粒子等微观粒子； 最后返回地球。既然太阳风甩出的粒子本来就来自太阳； 说是太阳的一小块也不为过。那么； 这次耗资2 。 59亿美元的探测计划； 要取回的这一小块太阳有多大呢？10～20微克； 大约相当于几粒盐的重量！
这些如此细小的粒子； 真的值得我们用如此天价的成本去获
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要了解个中缘由； 得从太阳说起。10多年前； 人们就已经逐渐认识到； 研究太阳对于人类意义十分重大。首先； 太阳是从地球上惟一能看到视面的恒星。要了解恒星的内部结构及各种现象； 只能从太阳着手。太阳是人类了解恒星的惟一途径。
其次； 长期研究表明； 太阳对地球的环境和人类活动有重要影响。太阳除了不断供给地球大量的光和热； 维持地球上的生命活动外； 还能影响到地球的气候变化。新的研究表明； 太阳甚至可能是诱发地震的原因之一。
太阳活动剧烈时； 会产生诸如爆发的现象 （如耀斑）； 爆发产生的强烈紫外线、X射线带电粒子流和射电波； 会导致短波通讯中断； 破坏空间技术系统及飞行器； 甚至破坏地面的电力传输系统。可以说； 太阳的活动与人类的活动息息相关。太阳也成为日益重要的研究课题。
对太阳进行研究； 虽然在地面上就可以进行； 但有些项目（比如太阳风） 的研究却要求我们必需飞离地球； 到外层空间去。
究其原因； 原来地球存在着磁场； 磁场形成了一个无形却十分有效的保护层； 将太阳风阻挡在距地球表面10公里以上的高空。太阳风只能在地球的高空中呼啸而过。如果不是有磁场的存在； 高速的太阳风以及耀斑、太阳风暴等爆发型的活动产生的大量的紫外线、X射线和带电粒子流； 会穿过大气层； 将生物扼杀于无形。
磁场一方面保护了地球上的生物； 另一方面也让人类无法在地球表面上采集到太阳风的粒子。因此； 只能发射探测器到太空中去采集。这也是欧美等发达国家不断发射太阳探测器的原因。
其实； “起源”号只是美国航空航天局和欧洲航天局在过去
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第六章 人类对太空的艰辛探索
10年里进行的一系列太阳探测行动之一。从1990 年起； 已经发射的“尤利西斯”号、“太阳观察者”号 （Solar and HeliosphericObservatory）、“高级成分探测者”号 （AdvancedCompositionExplor…er） 和“太阳风探测者”号 （Wind）； 都是以太阳为研究对象的探测器。
天文学家对太阳风感兴趣； 是因为太阳风是从太阳表面散发出的带电粒子流； 它由太阳的日冕层不断向行星星际空间抛射；温度和速度都非常高； 但却很稀薄。
科学家们相信； 由于太阳风来自太阳外层空间； 其中的气体组成成分在太阳系于50亿年前形成后从未改变。因此； 通过对太阳风的采样分析； 将得到比较精确的太阳系平均化学组成； 为目前太阳系天体成分多样性的成因提供线索； 进一步揭示太阳系的起源。这就是探测器命名为“起源”号的原因。
“起源”号这次采集太阳风； 本来飞到10多公里以上的高空就可以了； 为什么非要将停留的地点选在百万公里外呢？ 原来；太阳风极其稀薄； 采集地点应该尽量靠近太阳。当然； 也不能过分靠近太阳； 否则仪器设备无法抵挡太阳的高温和辐射。那么究竟选在哪儿最好呢？
太阳和地球之间； 任何物体将受到两者的引力影响。在地球和太阳的连线上有一个奇妙的点； 天文上称为拉格朗日点 （L1）；这个