程醉

“人造月亮”聽(tīng)起來(lái)似乎太科幻了，月亮也能人造嗎？是的，你沒(méi)有聽(tīng)錯(cuò)。不但月亮能人造，咱們還計(jì)劃發(fā)射三顆上天呢！

不久前，成都一家科研機(jī)構(gòu)表示他們將在2020年完成首顆“人造月亮”的發(fā)射、入軌、展開(kāi)照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證。預(yù)計(jì)到2022年，三顆“人造月亮”將發(fā)射升空，并進(jìn)行從展開(kāi)到照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。到那時(shí)，“人造月亮”的光亮可覆蓋地表3600～6400平方千米的范圍。

倘若他們的計(jì)劃順利進(jìn)行并取得成功，到那時(shí)候，夜晚可就變得非常有意思啦！李白“舉杯邀明月”的時(shí)候，突然發(fā)現(xiàn)“對(duì)影”已經(jīng)成了一群人;李煜“無(wú)言獨(dú)上西樓”的時(shí)候，也得先看仔細(xì)哪個(gè)是“月如鉤”;盧綸再也看不到“月黑雁飛高”的景象了，“單于”更不可能趁夜“潛逃”了……

那么，我國(guó)的“人造月亮”項(xiàng)目究竟是怎么回事呢？它利用的是什么原理？又會(huì)面臨哪些困難呢？

據(jù)該項(xiàng)目的專(zhuān)家介紹說(shuō)，對(duì)我國(guó)“人造月亮”的準(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。它預(yù)計(jì)會(huì)部署在500千米以內(nèi)的低地球軌道上，其光照強(qiáng)度的最大值將是現(xiàn)在滿月時(shí)月光強(qiáng)度的8倍。

那么，什么是低地球軌道呢？低地球軌道也叫近地軌道，是指航天器距離地面高度較低的軌道。一般來(lái)說(shuō)，軌道高度在2000千米以下的近圓形軌道都可以稱(chēng)為近地軌道。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，“人造月亮”項(xiàng)目就是要發(fā)射攜帶了巨大反光鏡的衛(wèi)星到太空中去。然后利用它來(lái)反射太陽(yáng)光，以便在夜晚實(shí)現(xiàn)對(duì)特定區(qū)域的照明。這里的原理其實(shí)并不復(fù)雜，大致跟我們小時(shí)候用鏡子反射太陽(yáng)光的游戲大同小異。

不過(guò)，問(wèn)題來(lái)了。“人造月亮”如何才能實(shí)現(xiàn)對(duì)某一區(qū)域24小時(shí)不間斷地照明呢？

我們都知道，地球同步軌道衛(wèi)星由于其繞地球運(yùn)行的周期與地球自轉(zhuǎn)周期同步，衛(wèi)星與地球之間處于相對(duì)靜止的狀態(tài)。因此可以實(shí)現(xiàn)每天相同的時(shí)刻出現(xiàn)在相同地區(qū)的相同方位上，所以也叫“靜止衛(wèi)星”或“固定衛(wèi)星”。但是，地球同步軌道衛(wèi)星需要在35 786千米的地球靜止軌道上以每秒3.07千米的速度飛行，才能實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面的位置相對(duì)保持不變。

然而，“人造月亮”只部署在500千米以內(nèi)的低地球軌道上。那可怎么辦呢？別著急，科學(xué)家已經(jīng)想好了，他們會(huì)陸續(xù)發(fā)射三顆“人造月亮”，在等分360度的軌道平面上交替運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)全天候照明的需要。

我國(guó)的“人造月亮”計(jì)劃一經(jīng)媒體曝光，不但在國(guó)內(nèi)引起了熱烈討論，就連國(guó)外的科學(xué)家都十分關(guān)注。原來(lái)，俄羅斯在20世紀(jì)90年代末就曾經(jīng)做過(guò)用特制的鏡子從太空反射陽(yáng)光照亮地面的實(shí)驗(yàn)。

為了解決俄羅斯高緯度地區(qū)的夜間照明問(wèn)題，代號(hào)為“旗幟”的這種實(shí)驗(yàn)前后進(jìn)行過(guò)數(shù)次。其中最近的一次是在1999年2月4日，代號(hào)為“旗幟2·5”的陽(yáng)光反射實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)他們利用進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船攜帶了一面特制的反射鏡進(jìn)入太空，計(jì)劃利用離心力讓反射鏡展開(kāi)，形成一個(gè)直徑為25米的反射鏡面。據(jù)目前已經(jīng)透露的信息顯示，俄羅斯的這個(gè)“人造月亮”雖然總重量還不到4千克，卻能在地面形成最大7平方千米的照明范圍，反射光的亮度足以讓人讀書(shū)閱報(bào)。

然而，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)時(shí)反射鏡不但未能成功展開(kāi)，還與進(jìn)步號(hào)的天線發(fā)生了纏繞，最終不得不終止實(shí)驗(yàn)。結(jié)果，反射鏡和飛船都在進(jìn)入地球大氣層時(shí)燒毀。

那么，“人造月亮”項(xiàng)目又到底難在哪些地方呢？

簡(jiǎn)單地說(shuō)，反射鏡得足夠大。足夠大的面積才能反射足夠多的太陽(yáng)光，也才能達(dá)到夜間對(duì)特定區(qū)域照明的目的。據(jù)測(cè)算，要達(dá)到滿月時(shí)月光亮度的8倍，需要百平方米級(jí)的反射鏡才能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，反射鏡還得足夠輕。目前我國(guó)最具商業(yè)優(yōu)勢(shì)的快舟一號(hào)火箭進(jìn)行低軌道衛(wèi)星發(fā)射，每千克報(bào)價(jià)1萬(wàn)美元?？上攵瓷溏R太重就會(huì)導(dǎo)致“人造月亮”的成本過(guò)高。另外，還有諸如反射鏡的反光性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)、使用壽命等一系列的難題。

即便是解決了這些難題，在數(shù)百千米的距離上要想照亮特定區(qū)域，“人造月亮”的指向還需十分精確。因?yàn)榧词狗瓷溏R在太空中偏了百分之一度，也會(huì)讓光線指向的誤差大于10千米。更為嚴(yán)重的是，光線指向與特定中心區(qū)域相差1千米，地面上的亮度大致就會(huì)差數(shù)十倍。

可喜的是，我國(guó)“人造月亮”項(xiàng)目的專(zhuān)家告訴我們說(shuō)：“我們目前的核心技術(shù)、工程基礎(chǔ)材料等方面都已經(jīng)有很高的成熟度，具備開(kāi)展系統(tǒng)演示驗(yàn)證階段的研制條件?！?/p>

說(shuō)了這么多，這“人造月亮”到底能夠給我們的生活帶來(lái)哪些好處呢？

這好處可就多了，最直接的就是可以節(jié)約能源、節(jié)省費(fèi)用。以四川成都為例，如果“人造月亮”能夠在夜晚照亮50平方千米的區(qū)域，那么一年就可以節(jié)約電費(fèi)12億元以上。

更為重要的是，在遇到各種自然災(zāi)害導(dǎo)致的斷電之后，“人造月亮”還能按照需要對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行照明?；叵胍幌庐?dāng)年的“5·12”汶川特大地震時(shí)的慘烈景象，以及在抗震救災(zāi)中遇到的照明問(wèn)題，“人造月亮”確實(shí)能起到不可替代的作用。

另外，“人造月亮”如果應(yīng)用在軍事方面，也能起到對(duì)敵方“威懾和警告”的作用，甚至還可以產(chǎn)生一些間接性的殺傷效果。

然而，“人造月亮”一旦真正投入使用，也可能會(huì)帶來(lái)一系列的問(wèn)題。

人們常說(shuō)，日出而作，日落而息，人類(lèi)在進(jìn)化過(guò)程中早已經(jīng)適應(yīng)了晝夜交替的生活，一旦夜晚不再黑暗，我們的健康就可能出現(xiàn)問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，人造光會(huì)增加我們患上肥胖癥、抑郁癥、睡眠紊亂、糖尿病等疾病的概率。

對(duì)于自然界的動(dòng)物和昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，“人造月亮”帶來(lái)的影響更可能是致命的。許多候鳥(niǎo)在夜間遷徙時(shí)，是依靠月光或星光進(jìn)行導(dǎo)航的?！叭嗽煸铝痢碑a(chǎn)生的非自然光亮?xí)顾鼈兠允Щ蚱x航向，造成撞樓、撞塔等事故出現(xiàn)。甚至還可能會(huì)導(dǎo)致它們出現(xiàn)遷徙過(guò)早或者過(guò)晚，錯(cuò)過(guò)了筑巢、繁殖和其他活動(dòng)的最佳環(huán)境條件。

對(duì)于光線更為敏感的昆蟲(chóng)也會(huì)受到“人造月亮”的影響。直接后果就是導(dǎo)致趨光性昆蟲(chóng)數(shù)量的下降，從而影響以它們?yōu)槭车膭?dòng)物和利用它們傳粉的植物等。研究發(fā)現(xiàn)，目前我們使用的人造光源已經(jīng)對(duì)昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)、爬行動(dòng)物以及其他野生物種的繁殖、進(jìn)食、睡眠等生活習(xí)性，甚至是生育周期產(chǎn)生了很大的影響。

另外，“人造月亮”還會(huì)給我們的天文觀測(cè)等科研活動(dòng)帶來(lái)一定的影響。不過(guò)，我國(guó)“人造月亮”的光線強(qiáng)度與照明時(shí)長(zhǎng)均可進(jìn)行調(diào)整，照明精度也可控制在幾十米之內(nèi)?？紤]到大氣運(yùn)動(dòng)等影響因素，被照亮區(qū)域的實(shí)際光照度大致相當(dāng)于夏季的黃昏時(shí)刻，也大可不必?fù)?dān)心生物鐘紊亂的問(wèn)題。

天上懸掛著三個(gè)“人造月亮”，那該是多么浪漫、多么科幻的場(chǎng)景?。∽屛覀儗?duì)我國(guó)擬發(fā)射的“人造月亮”拭目以待吧！

（編輯 文 墨）