中国提出用磁发射系统将资源送回地球 罗伯特·海因莱因(Robert a . Heinlein)在他著名的小说《月亮是一个苛刻的情妇》中描述了一个未来的月球定居点，未来的月球居民(“疯子”)使用电磁弹射器将有效载荷的小麦和水冰送到地球。在这个故事中，一群疯子密谋控制这个弹射器，并威胁要“向地球扔石头”，除非他们承认月球是一个独立的世界。有趣的是，几十年来，科学家们一直在探索这个概念，希望有朝一日能把月球资源转移到地球上。 鉴于太空机构正计划向月球发射任务，以建立永久性基础设施，人们对这一概念重新产生了兴趣。在最近的一篇论文中，来自中国上海卫星工程研究所(SAST)的一组科学家详细介绍了月球表面的磁性发射器如何提供一种经济有效的方式，将资源送回地球。这一提议可能成为中国长期月球定居计划的一部分，该计划被称为国际月球研究站(ILRS)，这是中国与俄罗斯航天局(Roscosmos)的一个联合项目。 根据《南华早报》最近的一篇文章，弹射器将利用磁悬浮技术，其运作原理与田径比赛中的链球投掷相同，“但在将发射舱抛向地球之前，旋转速度会越来越快。”在月球表面，接近真空的环境和低重力——大约是地球重力的16.5% (0.165 g)——将有利于有效载荷的弹射。根据SAST团队的说法，拟议的系统每天可以进行两次发射，成本是现有运输方式的十分之一。 如前所述，在月球上使用磁弹射器的想法由来已久。这一概念的早期版本包括著名物理学家德里克·a·蒂德曼(Derek a . Tidman)在1998年提出的弹弓加速器(Slingatron)，它要求使用圆形磁性加速器而不是旋转臂。同样，中国研究小组提出的发射系统将由一个50米(165英尺)长的旋转臂和一个高温超导电机组成。它将由太阳能电池板和核反应堆提供动力，并被设计成在减速阶段将动能转化为电能。这将允许它在每次发射后回收超过70%的能量消耗。 在加速10分钟后，机械臂将达到月球的逃逸速度2.4公里/秒(1.5毫秒)，并将有效载荷释放到地球轨道上。该团队还强调，主要的有效载荷将是从月球土壤中收获的氦-3，它可以用来为地球上的聚变反应堆提供动力。“该系统的技术准备程度相对较高，”他们写道。“由于它只消耗电力，不需要任何推进剂，所以它的规模相对较小，实施起来也很简单。其主要目标是提取并回收氦-3，以帮助解决地球的能源危机。该项目还将推动太空采矿技术、重型运载火箭和人工智能的发展。” 虽然在地球上只能找到0.5公吨(0.55美吨)的这种元素，但据估计，月球的风化层中含有100万吨(1.1美吨)的这种元素。根据该团队的论文，20公吨(22美吨)足以满足中国每年的电力需求，而100万吨足以满足世界一千多年的能源需求。他们还估计，该系统将重约80公吨(88美吨)，并可能保持至少20年的运行。 然而，该系统的建造将不得不等到中国完成其长征9号(CZ-9)和长征10号(CZ-10)超重型运载火箭的开发。这些火箭对于建立ILRS至关重要，预计在其他国家航天机构的帮助下，ILRS将于2035年完成。在这方面，拟议的发射系统可能成为中国在本世纪30年代末或40年代开发月球的长期计划的一部分。该团队提出的时间表与此一致:他们希望到2030年完成该系统关键组件的开发，并预计到2045年全面实施。 Hyper V技术公司的Slingatron发射系统的艺术家概念图，这是一条通往太空的200-300米宽的铁路。Credit: Hyper V Technologies Corp.