用人造月亮照明2022年中国3颗人造月亮拟升空婚纱摄影

2019-10-09 04:38

2022年后,你抬头看向天空时,可能会看到一颗新的、很亮的星体,它也许是一颗“人造月球”,还是用来当路灯的那种。

近日,四川成都天府系统科学研究会向《科技日报》表示,他们参与主导的“人造月球”项目有望在2022年初步实现。

当夜晚降临我们仰望星空,肉眼所见的最亮天体就是月亮。但事实上,一颗人造卫星在离地球500公里轨道内的轨迹也是肉眼可见的,比如天宫二号空间实验室、国际空间站等。它们反射的阳光让其看起来像一颗颗星星,由此一些科学家提出,利用此类现象将太阳光反射到地球,为人类提供照明服务的构想。

近日,科技日报记者从四川成都天府系统科学研究会获悉,该研究会参与的“人造月亮”构想有望在2022年初步实现——2020年首颗“人造月亮”将完成从发射、入轨、展开到照明的整体系统演示验证并发射,2022年3颗“人造月亮”将发射升空,并进行从展开到照明的整体系统演示验证实验。

“人造月亮”实为超级太空反射镜

“人造月亮”的构想最早源于一位法国艺术家:在地球上空挂一圈镜子做成的项链,让它们一年四季把阳光反射到巴黎的大街小巷。美国及俄罗斯都曾对“人造月亮”进行过深入探索,希望为人类夜间活动带来便利,甚至实现军事运用。

俄罗斯处于高纬度地区,因日照时间短,一度在“人造月亮”这类光照项目上有重大进展。1999年,俄罗斯曾实施代号为“旗帜”的一系列计划,试图用特制的反射镜从太空反射阳光照耀地面,然而最终因为空间镜面展开时失败,计划被搁置。

“俄罗斯之前其实在演示验证上做得比较完备,基本原理成熟,也在空间站做了实验,但没有走到大型空间反射镜这一步。我们目前的核心技术、工程基础材料方面都已经有很高的成熟度,具备开展系统演示验证阶段的研制条件。”天府新区系统科学研究会主任武春风说,“人造月亮”照明项目的一些关键技术攻关属于航天工程共性技术,之前已由科研机构和企业开展。其中,天府新区系统科学研究会负责牵头项目的完整系统论证,哈尔滨工业大学、北京理工大学、航天科工微电子系统研究院、成都汇蓉国科微糸统技术有限公司等协同论证,国内20余名相关专业的学术专家、工程专家共同对“人造月亮”照明项目进行了方案论证与初步设计。

在远离地球38万公里的深空轨道上,直径为3476公里的月球正运行,当到达满月时,它可以向地球的大部分地区辐射光。而未来的“人造月亮”则预计部署在500公里以内的低地球轨道上,光强度损失比38万公里小得多。

武春风说,我国的“人造月亮”准确表达是一种携带大型空间反射镜的人造空间照明卫星,预计其光照强度最大将是现在月光的8倍。

他说,按照相关研发计划,2020年“人造月亮”完成从发射、入轨、展开、照明到调控的整体验证工作后,2022年3颗“人造月亮”将在我国三大卫星发射基地选其一展开发射工作。“届时,这3面巨大的反射镜将等分360度的轨道平面,3颗‘月亮’交替运行可实现对同一地区24小时不间断照射,反射的太阳光可覆盖地表3600至6400平方公里的范围。”

光污染影响生物作息?不必担心

曾有科学家表示,对所在星系索取能量的高低,是判断人类文明发展程度的一项重要指标,深度利用太阳能是人类发展的一条必经之路。目前,人类对于太阳能的利用,基本是把太阳能转化为电能,但是这样的转化效率其实并不高。

“目前,中国、俄罗斯、美国、日本、欧盟等都在开展空间能源应用项目的技术攻关与验证。反射镜这个设想大家都有,真正谁能走在前面早日实现空间能源利用,还需要脚踏实地的科研攻关和商业应用模式的探索。”武春风说。

针对网友担心的影响生物作息等问题,武春风说,“人造月亮”的光线强度与照明时长均可做调整,照明精度也可控制在几十米之内。

虽然说“人造月亮”是月光的8倍亮度,但考虑到大气运动等因素影响,工作区的实际光照度大致相当于夏季的黄昏时刻。

届时,人们能感受到的“人造月亮”光照度,为路灯光照度的五分之一左右。而且其可以做到“指哪打哪”“亮度可调”,不必担心“生物钟错乱”这种问题。在“人造月亮”运转期间,人们仰望夜空,只会看见一颗格外明亮的星星,而不是大家想象中的一轮圆月。

特别是在民用领域,“人造月亮”充分利用太阳光,与夜间的路灯照明形成互相补充,节约了大量基础设施用电消耗。在日照时间短的冬季,“人造月亮”提供照明,可起到适当让黎明提前、黄昏延长的作用。

“以对成都50平方公里区域提供照射为例,每年可节约电费开支约12亿元。在地震等自然灾害导致的停电区域,也可以用‘人造月亮’空间照明实现舒缓恐慌、有光救援、便捷安置等。”武春风说。

科幻小说中的“人造月亮”

像“人造月亮”这个“在轨道放镜子反射太阳光给地球照明”的想法,在《三体》作家刘慈欣的短篇科幻小说《中国太阳》中也有类似的描述。

小说中,“中国太阳”是一个面积达三万平方公里的反射镜,它在3.6万公里高的同步轨道上向地球反射阳光,在地面看上去,天空中像多了个太阳。

按照书中的描述:

这个人造太阳可以以多种方式影响天气,比如通过改变大气的热平衡来影响大气环流、增加海洋蒸发量、移动锋面等等,这一两句话说不清楚。

其实,轨道反射镜只是中国太阳工程的一部分,另一部分是一个复杂的大气运动模型,它运行在许多台超级计算机上,精确地模拟出某一区域大气的运动状态,然后找准一个关键点,用人造太阳的热量施加影响,就会产生出巨大的效应,足以在一段时间内完全改变目标区域的气候。

由于这个镜面受到太阳风影响发生了质变,于是需要太空蜘蛛人驾驶手扶拖拉机大小的机器去擦镜面。这群人被称为“镜面农夫”,因为他们在银色平原上做清洁,也很像在耕种着什么。

科幻小说里的“中国太阳”在二十年里完成了很多事情,比如改变了西北气候,让三北防护林形成一条横贯中国东西的绿带;溶化乞力马扎罗山的积雪以缓解非洲干旱,使举行奥运会的城市成为真正的不夜城等等。

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