高一地理問題研究9

問題研究月球基地應該是什么樣子

?三維目標

知識與技能

1.在問題研究中初步學會探究學習。

2.把前面學習的有關地球上存在生命的條件等知識應用到問題

研究中，以理論指導實踐，鞏固所學知識。

3.培養(yǎng)學生通過各種方式進行查找、收集、分析資料的能力。

過程與方法

1.在所學知識的基礎上大膽設想和創(chuàng)新，科學地嘗試規(guī)劃月球基

地。

2.運用探究學習的方式加強研究性學習課程的實施。

情感、態(tài)度與價值觀

1.培養(yǎng)學生科學研究的素養(yǎng)和態(tài)度。

2.培養(yǎng)學生的合作和團隊精神。

?教學重點

1.探究學習方式的初步體驗。

2.查找、收集、分析資料的能力培養(yǎng)。

?教學難點

1.探究學習方式的初步體驗。

2.查找、收集、分析資料的能力培養(yǎng)。

3.月球基地的整體規(guī)劃。

?教具準備

多媒體設備，集成的相關課件

?課時安排

1課時

?教學過程

［新課導入］

（放映）1969年7月美國“阿波羅”計劃片段。

（投影）月球環(huán)形山圖片。

兒千年來，中華民族就流傳著“嫦娥奔月”的美麗神話，1969

年美國“阿波羅”11號在月球探測中取得最輝煌的成果，先后有6

次12名宇航員踏上月球，并向地面帶回440千克的月巖樣品。

科技大國美國、歐洲、中國、日本、加拿大和印度，最近都燃起

了對月球的興趣，計劃在10年內(nèi)派太空船到月球展開探索，并提出

要建立月球基地。

2002年6月，科羅拉多開采學院土木工程師蘇姍特，就跟歐洲

太空總署（ESA）旗下的歐洲太空研究及技術中心（ESTEC）合作，

于荷蘭舉辦了第一屆歐洲月球基地設計工作坊，由來自16個國家13

個學系和40名畢業(yè)生，構(gòu)思出他們心目中的月球基地。結(jié)果，工作

坊成功“開發(fā)出”數(shù)個獨特的月球基地設計，每個基地都發(fā)揮特有的

功能，如開采冰水研究、開發(fā)太陽能、用水研究、開采氨一3等，同

時也顧及在月球居住的社會和心理問題。

那么月球基地應該是什么樣子呢？下面我們一起來探究這個問

題。

推進（新知識傳授）

［教師精講］

師：我們首先來了解一下人類已經(jīng)對月球做了哪些探測研究。

（投影）

就國際上的探月活動來說，從1958年至今，美國進行了9次載

人月球探測，其中有6次為載人登月；前蘇聯(lián)、美國、日本和歐洲空

間局向月球發(fā)射的無人探測器共計87個。

1969年7月，“阿波羅”11號實現(xiàn)了人類登月之夢，在月球探測

中取得最輝煌的成果。這一年先后有12名宇航員踏上月球，并向地

面帶回440千克的月巖樣品。

1972年美國“阿波羅計劃”結(jié)束以后，月球探測一時有所降溫,

因為探月活動耗資巨大。

1990年日本發(fā)射了“飛天”月球探測器，正在研制“月神”月

球探測器。

1998年美國發(fā)射“月球勘探者”探測器，準備在2004年發(fā)射“破

冰者”探測器。

2003年9月27日歐洲第一個月球探測器"SMART—1號”在格

林尼治時間順利升空。

2004年2月我國公布了首次探月計劃。

師：再看看今后各國的探月計劃。

（投影文本及圖片）

美國：準備重返月球

據(jù)美國媒體報道，雖然許多科學家擔心美國重返月球的計劃耗資

太大，影響到其他科研項目的執(zhí)行，但這些并沒有影響到布什政府重

返月球的雄心，美國國會已經(jīng)批準了美國家航空航天局的預算。

執(zhí)行重返月球計劃的第一步驟是尋找合作廠商，本月初，美國家

航空航天局已經(jīng)簽出總價值約10億美元的70份合同，獲得這些合同

的都是美國著名的軍事和科技設備制造商，如諾斯羅普?格魯曼公司、

波音公司等。這些合同項目包括建造一個機器人探測者，用于尋找一

個適宜做月球基地的好地點，建造采掘月球資源的設備以及著陸器

等。

美國家航空航天局曾在一份太空探索戰(zhàn)略文件中建議，月球南極

可能是最適宜人類駐扎的目的地。因為月球南極地區(qū)有冰凍水存在的

跡象。這些冰凍水可用于飲用或分離為氫氣和氧氣作為燃料。這份文

件還提議在2008?2011年間開展一系列月球無人探索任務，搜集數(shù)

據(jù)并選擇著陸地點。2011~2015年間，美國將為建立永久有人基地

作準備。

（投影文本及圖片）

NASA設想研制移動式月球基地

美國宇航局（NASA）正在積極研究新的月球計劃，其中包括設

計未來月球基地的研究工作，不僅要研究固定式月球基地，而且還要

研究移動式的。

目前，位于加州的NASA埃姆斯研究中心已成功研究出一種移

動式月球基地的設計計劃。該中心專家已在6月底提出移動式月球基

地新構(gòu)思，相應的計劃由NASA研究員邁克爾?科埃恩博士在新墨

西哥州美國物理研究所舉辦的論壇上提出。

科埃恩博士指出，移動式月球基地具有一系列優(yōu)點，其中一個主

要優(yōu)點是，移動式月球基地不會拴死在月球表面一個具體點上，借助

于移動式月球基地將可以進行更廣泛的研究，同時建造移動式月球基

地的費用也不會太高。

科埃恩博士批評了傳統(tǒng)的月球基地模型，為了確保長期考察隊的

安全，必須至少派3部車輛運送他們。這樣，建造移動式月球基地要

簡單得多。除此之外，移動式月球基地可以協(xié)同工作，連接成特殊的

“列車”，然后再分散進入各自的研究區(qū)域。不過，研究月球移動式

基地的設想暫時還處于起始階段，到真正實施時也許會與現(xiàn)在討論的

方案完全不同。

（投影文本及圖片）

俄羅斯：要建造月球基地

在美國大張旗鼓準備重返月球的同時，俄羅斯也準備實施相似的

計劃。早在2002年，俄羅斯航空航天局領導人就曾宣布，俄羅斯在

一系列月球項目方面積累了豐富經(jīng)驗。許多專家也多次強調(diào)，俄羅斯

可在近期實現(xiàn)月球飛行。

在美國公布重返月球計劃后，俄羅斯航空航天局副局長莫伊謝耶夫

22日宣布，俄羅斯將會在2020?2025年間在月球上建成一個自動化基

地。莫伊謝耶夫當天在華盛頓參加美國航空航天局組織的國際空間站項

目問題研討會上宣布，俄羅斯不排除近期在月球建設基地的可能性。

莫伊謝耶夫還告知其他國家的官員關于俄羅斯國際空間站的計

劃，包括旨在探索太陽系的先進研究，以及自動化航天器的應用。

（投影文本及圖片）

歐洲版“嫦娥工程”：（圖為歐洲首顆月球探測器智慧一號）

“SMART-1號”月球探測器于2003年9月發(fā)射升空，它是歐

洲航天局名為“高級技術研究小規(guī)模任務”的系列低成本探測計劃的

第一步，該計劃擔負著為日后重大研究項目進行前期技術考察的任

務。

“SMART-1號”擁有一套全新設計的動力推進系統(tǒng)：一種高效

能離子驅(qū)動系統(tǒng)。在整個系統(tǒng)中，由太陽能電池板產(chǎn)生電力，以此使

得流氣燃料加熱后電離化，產(chǎn)生的離子由探測器后部噴射出來，以此

推動探測器向前飛行。據(jù)悉，整套系統(tǒng)比傳統(tǒng)的火箭推進系統(tǒng)效率高

出10倍。為建月球基地選址歐洲航天局表示，止匕次“SMART—1號”

主要探測活動之一，是詳細考察月球上一座名為“恒久光明之巔”的

山峰。這座月球山峰山頂上由于能常年沐浴到太陽光照射，其溫度在

適宜人類活動的一20。。左右，是人類建造月球基地的理想位置。同

時由于其常年能接受到太陽能輻射，可以滿足宇航員工作生活上對能

源供給的要求，據(jù)初步估計在其附近環(huán)形山地帶也許還有大量可供使

用的水存在。

作為“SMART—1號”探測器上X射線分光設備的主要負責人,

來自英國牛津郡的拉塞弗德?阿普爾頓實驗室的曼紐爾?格藍迪博士

稱：“月球上的南極地區(qū)很可能是建立人類月球基地的理想選址地

區(qū)”

繞月追尋月球身世按照整個探測計劃，從2005年1月開始,

“SMART-1號”在環(huán)繞月球的軌道飛行中逐步測繪出月球表面等高

線輪廓圖、繪制月球上各種礦物質(zhì)分布圖，并進一步探索月球表面地

層的進化線索。

其中最主要的任務，就是詳細研究月球南極的“埃特肯盆地”區(qū)

域?！鞍Ｌ乜吓璧亍睂挾冉咏?500千米，深度更達到13千米，是迄

今為止太陽系內(nèi)已知最大的沖擊隕石坑。據(jù)稱，埃特肯盆地幾乎深達

月球地幔內(nèi)部，可以使科學家看清月球的內(nèi)部構(gòu)造，進一步了解到月

球的過去。

（投影文本及圖片）

日本：日本于1970年發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，此后的很長一段

時間內(nèi)，日本都處于國際航天業(yè)的前列，1996年，當日本拿到為美

國休斯公司發(fā)射30顆衛(wèi)星的合同時，日本更是意氣飛揚，認為是本

國H2火箭計劃的巨大成功。但不幸的事接踵而來，匕火箭接連4次

發(fā)射失敗，致使合同兒乎全部被迫取消，雖然此后H2A火箭也有連

續(xù)兩次發(fā)射成功的成績，但是日本火箭的信譽已經(jīng)喪失殆盡。

早在13年前，日本就開始了研發(fā)“月神A”號的工作，并計劃

于1995年讓其搭載Ms火箭從位于日本鹿兒島縣的內(nèi)之浦宇宙空間

觀測所發(fā)射升空。但是，受M5的開發(fā)延遲等因素影響，探月衛(wèi)星的

發(fā)射一推再推，如今已經(jīng)是第7次推遲了。日本宇宙機構(gòu)在去年發(fā)射

“希望”號火星探測衛(wèi)星失敗后，決定對探月衛(wèi)星“月神A”號進行

全面檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)仍有不少問題。據(jù)悉，宇宙開發(fā)委員會下個月將

對該衛(wèi)星進行重新評估，不排除終止探月衛(wèi)星計劃的可能。

發(fā)展探月十余年永久基地是目標。在上世紀六七十年代的探月熱

潮之后，90年代又掀起第二次高潮，當時拉開新一輪探月序幕的正

是日本。

1990年1月24日，日本用M35-2型火箭成功發(fā)射了一顆“繆

斯A”號科學衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星進入太空后更名為“飛天”號。這是日

本第一次發(fā)射接近月球的科學衛(wèi)星，使日本成為繼美蘇之后，世界上

第三個探測月球的國家。

1996年，日本提出了建造永久月球基地的計劃，預計投資260

多億美元，在之后的30年之內(nèi)建成月球基地，包括居住、氧和能源

生產(chǎn)廠以及月球天文臺等。將月球軟著陸和自主漫游車技術作為核心

技術進行開發(fā)，計劃2005年將漫游車送上月球。現(xiàn)在看來，這個愿

望恐怕難以實現(xiàn)。

正在就日本幾十年后的宇宙開發(fā)長遠規(guī)劃進行研究的日本宇宙

航空研究開發(fā)機構(gòu)完成了一份《中期匯總方案》，其核心內(nèi)容是在月

球表面建立無人太空基地，以及在比月球更遠的地方建立“深層空間

站”等。

方案中包括了利用機器人技術在月球表面建設無人基地，在不受

大氣影響的環(huán)境下進行天體觀測，以及為載人太空活動積累技術經(jīng)驗

等內(nèi)容。

止匕外，還計劃用30到50年的時間，在離地球大約150萬千米處

太陽和地球的重力保持平衡的特殊穩(wěn)定空間內(nèi)，懸浮一個無人的太空

基地，以此構(gòu)筑“深層空間站”。該空間站將可以用來設置望遠鏡觀

測宇宙，或是作為探測火星和木星等行星時的中轉(zhuǎn)站。

加拿大：10年內(nèi)登月奔火星擬與印度共探月

加拿大航天局局長加內(nèi)奧表示，加拿大有能力在今后10年內(nèi)登

上月球或火星。他還透露，加拿大已經(jīng)開始與印度進行月球探測方面

的合作。

加內(nèi)奧在加拿大蒙特利爾的一次新聞發(fā)布會上說，如果有充分的

經(jīng)費保證，依加拿大現(xiàn)有的技術能力，加拿大完全可以在今后10年

內(nèi)登上月球或者火星。

加內(nèi)奧指出，加拿大已經(jīng)開始與印度進行月球探測方面的合作。

他表示，在去年3月與印度方面進行會談時，印度提出雙方的合作可

以先放下登月計劃，而從發(fā)射月球軌道探測器開始。加拿大目前正在

研究在印度的衛(wèi)星上安裝儀器的可行性。

印度：已準備好參與登月

據(jù)印度報業(yè)托拉斯報道，印度空間研究組織（ISRO）主席奈爾

在印度南部城市班加羅爾表示，印度希望參與美國“新登月計劃”的

實施，并已為此作好了準備。

奈爾對記者說，印度空間研究組織對布什講話進行了認真研究，

認為與美國在航天技術領域進行合作有利于印度空間技術的發(fā)展，也

將大大推動印度自身的“登月計劃”的實施。

奈爾表示，印度將在2007年或2008年用自行研制的運載火箭

“PSLV”將重達530千克的無人駕駛飛船“月旅1號”送入月球軌

道。止匕外，印度還計劃發(fā)射一艘低空極地飛船，以探測地球上的各種

自然資源。

據(jù)悉，印度空間研究組織官員將在班加羅爾與美國國家宇航局官

員就兩國在航天領域進行合作事宜繼續(xù)進行磋商。

中國：早在1978年，美國總統(tǒng)安全事務顧問布熱津斯基就送給

中國政府1克月球樣品，中科院就曾組織全國力量對0.5克月球樣品

進行了初步研究，同時還利用月球隕石和其他途徑開展了相應研究。

隨著我國科技的發(fā)展和我國國力的增強，“嫦娥奔月”將這一神

話變?yōu)楝F(xiàn)實的日子已經(jīng)為期不遠了。2004年1月，國務院正式批準

繞月工程立項后，經(jīng)繞月探測工程領導小組研究決定將我國的探月工

程命名為“嫦娥工程”。我國第一顆繞月衛(wèi)星命名為“嫦娥一號”，要

在2007年打出去。

根據(jù)繞月探測工程研制總要求，月球探測衛(wèi)星系統(tǒng)由衛(wèi)星平臺與

有效載荷兩部分組成。在“東方紅”3號衛(wèi)星平臺及其他衛(wèi)星成熟技

術的基礎上，研制月球探測衛(wèi)星平臺。衛(wèi)星選用的有效載荷有：CCD

立體相機、激光高度計、成像光譜儀、微波探測儀、太陽高能粒子探

測器、太陽風粒子探測器等。根據(jù)設計要求，月球探測衛(wèi)星重量為

2350千克，有效載荷總重量130千克，在軌運行壽命為1年。

按照計劃，運載火箭系統(tǒng)選用“長征”3號甲作為月球探測衛(wèi)星

的運載火箭。發(fā)射場系統(tǒng)選用西昌衛(wèi)星發(fā)射中心作為發(fā)射場，并進行

必要的適應性改造，以完成月球探測衛(wèi)星發(fā)射任務。

我國科學家已為在月球上建設科研基地作準備，將著重針對在月

球上建立天文觀測基地、對地球觀測基地、深空探測基地、新材料研

制與生產(chǎn)基地、人居基地等不同需要，提出并研究相關的科學技術課

題。一個完整的月面基地包括用于人居生活、工業(yè)加工、農(nóng)業(yè)栽培、

觀測研究，甚至旅游觀光等內(nèi)容。

師：（課前布置全體學生完成第一框的任務：分組收集資料，了

解月球表面的自然狀況）

這么多的國家對月球基地的建設感興趣。月球基地可以通過開發(fā)

月球資源來滿足生存和發(fā)展的需要，那么建立月球基地需要滿足哪些

條件呢？我們可以按照以下思路展開研究。

收集資料，了解人

j類目前在生物圈研_z

匚二＞究領域的成就匚二＞

分析月球基地的

基本功能，繪制

探討哪些月球資基地構(gòu)想圖

源可用千發(fā)展月

球基地

生：（課前整理資料，初步分析資料）

師：大家收集并分析了很多資料，請你借鑒地球上有生命存在的

條件來分析，月球需要哪些條件才能滿足人類生存。請大家思考：月

球上已經(jīng)有哪些滿足人類生存的基本條件？

生：月球上適合人類生存的條件有：引力，極地可能有冰、礦產(chǎn)

資源等。

師：很好。請大家再思考一個問題，如果在月球上生活，人類還

需要創(chuàng)造哪些生存條件？

生：月球尚不具備、需要人類自己解決的條件是：適合人類呼吸

的大氣、適宜的溫度條件、可以飲用的液態(tài)水、防御宇宙輻射的措施

等。

（投影圖片）“生物圈”2號

師：答得不錯。再看資料“生物圈”2號和月球基地有哪些相同

之處和不同之處？

生：都是人工建造的全封閉的模擬地球的生態(tài)環(huán)境。但“生物圈”

2號是建立在地球上，而月球基地建立在表面引力只有地球1/6近乎

真空的月球，“生物圈”2號失敗了人還可以重新回到地球的自然環(huán)

境，但月球基地一旦失敗，人就不容易轉(zhuǎn)移到地球上。

師：答得很好。我們可以從“生物圈”2號實驗中獲取哪些經(jīng)驗

和教訓？

生（1）模擬的生態(tài)系統(tǒng)畢竟不是自然的生態(tài)系統(tǒng)，其中的生態(tài)

系統(tǒng)各個組成部分簡單、生物種類少、食物鏈的復雜程度比農(nóng)田生態(tài)

系統(tǒng)差，需要人為調(diào)節(jié)而不是自然調(diào)節(jié)。（2）種植綠色植物制造氧氣

但不能過多，否則二氧化碳和肥力不足；動物飼養(yǎng)不能太多，否則氧

氣消耗會增加；科學家要維持氣候、大氣成分、生物種類和數(shù)量平衡,

創(chuàng)造適合生命生存的環(huán)境。（3）大氣成分發(fā)生變化，內(nèi)部氣候沒有調(diào)

節(jié)好，糧食歉收，生態(tài)平衡被破壞等導致實驗失敗。（4）日本的“迷

你地球”與20世紀90年代初期美國大力宣傳的“生物圈”2號計劃

性質(zhì)相同。氧氣未能順利循環(huán)正是導致“生物圈”2號失敗的重要原

因。由于土壤中的碳與氧氣反應生成二氧化碳，部分二氧化碳又與建

“生物圈”2號用的混凝土中的鈣反應生成碳酸鈣，導致其中氧氣含

量從21%降到了14%o到后期，“生物圈”2號中的植物幾乎滅絕，

必須注入氧氣才能維持人員生存?！懊阅愕厍颉睕]有使用土壤和依賴

微生物，而是使用機器來人工分解和處理廢料這個人工支持部分占

據(jù)了整個場地的1/4o支持系統(tǒng)的中心部分是復原氧氣的處理機，使

用高溫和電解水的辦法從二氧化碳中重新獲得氧氣。

師：很好。“生物圈”2號實驗能給你帶來哪些啟示？

生：“生物圈”2號實驗說明人類建立起一個獨立的人造生態(tài)系

統(tǒng)是有可能的，這就為在月球上建立一個類似的人造生態(tài)系統(tǒng)提供了

經(jīng)驗和教訓I。但實驗失敗則說明人類目前的科學與技術水平還有待提

高。

自然界不同于人工控制系統(tǒng)，大而全的設計導致了顧此失彼?！吧?/p>

物圈”2號內(nèi)的土壤均來自一個地方，不像地球那樣不同地帶有不同

的土壤類型。模擬的各類生態(tài)系統(tǒng)的空間分布格局及大小比例不合

理。地球上生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物間關系很復雜，目前人類還未全面了解

生物間的協(xié)調(diào)性。

它最重要的啟示在于：我們?nèi)祟惸壳皩Φ厍虻牧私膺€是遠遠不夠

的，目前最好的辦法還是保護和利用好地球，進行環(huán)境保護和生態(tài)恢

復是實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

師：同學們思考得很深刻。下面看資料?：月球資源，考慮兩個問

題：月球上具有哪些人類可以利用的資源？哪些月球資源可用于發(fā)展

月球基地？

生：可以利用的資源包括月球上的空間資源、礦產(chǎn)資源、太陽能

資源等。

(1)空間資源。月球是人類研究宇宙和地球本身的最佳平臺。

科學家認為，月球表面刻有能夠追溯到數(shù)十億年前被彗星和小行星碰

撞的痕跡，而在地球上這種記載已被大氣層所化解。這種記錄是人類

的寶貴財富。通過對月面上沒有人為改造和破壞的某些本來面目研究

月球，有助于了解地球的遠古狀態(tài)、太陽系乃至整個宇宙的起源和演

變，了解月球的成因、演變和構(gòu)造等諸方面的信息，有助于搞清空間

現(xiàn)象和地球自然系統(tǒng)之間的關系，可以極大地豐富人們對地球、太陽

系以及整個宇宙起源和演變及其特性的認識，從中尋求有關地球上生

命起源和進化的線索。

用月球作基地，進行深空探測活動。月球的引力只有地球的1/6,

航天器從月球上起飛，可大大節(jié)省能源。

寂靜的月球環(huán)境，是進行空間天文學研究得天獨厚的場所。月球

表面的地質(zhì)構(gòu)造極其穩(wěn)定，月球直接承受太陽的輻射，沒有大氣層對

光線和電波的吸收、散射和折射等干擾，沒有塵埃污染，沒有磁場，

月球的背面沒有人造光源和射電的干擾，地震很微小。月球有漫長的

黑夜，夜間溫度極低。這種環(huán)境為建造高精度天文觀測臺提供了理想

的場所。在那里架設望遠鏡可以進行全波段的天文觀測，獲得地面觀

測系統(tǒng)所無法得到的信息。總之，月球可以作為對太陽系、恒星系和

銀河系中的其他星體進行天文觀測和研究的“風水寶地”，是進行天

文物理學、重量波物理學、中微子物理學、生物科學和高能物理等觀

測和實驗的理想場所。

同時，利用月球具有高真空、低重力的特殊環(huán)境，既能生產(chǎn)特殊

強度、塑性性能優(yōu)良的合金和鋼材，還能生產(chǎn)諸如超高純金屬、單晶

硅、光衰減率低的光導纖維和高純度藥品等。

(2)月球并非不毛之地，而是一片未開墾的寶地。月球具有豐

富的物質(zhì)資源。據(jù)探測，月巖中含有地殼中的全部物質(zhì)元素，約有

60種礦藏。地球上常見的17種元素，在月球上都可以找到。在月球

巖土中，具有豐富的氧、鐵、鎂、鈣、硅、鈦、鈉、鉀、鎰等物質(zhì)。

月球表面平均有10厘米厚的沙土，共含有80000億噸鐵。月球研究

者認為，如果不把碳氫化合物計算在內(nèi)，月球上的物質(zhì)能為人類制造

出90%的所需物品o月球上有豐富的能源。月球表面覆蓋著一層巖屑、

粉塵、角礫巖和沖擊玻璃組成的細小顆粒狀物質(zhì)。這層物質(zhì)中富含由

太陽風粒子積累所形成的氣體，如氮、然、氮等。這些氣體在加熱到

700℃時，就可以全部釋放出來。尤其是月球上的氫一3,是地球上

所沒有的核聚變反應的高效燃料，在月壤中的資源總量可以達到100

萬?500萬噸。30噸這樣的塵埃，經(jīng)熱核反應產(chǎn)生的能源，可相當于

美國一年生產(chǎn)能源的總和，如果每年從月球上開采1500噸氫-3,就

能滿足世界范圍內(nèi)能源的需要。利用氫-3進行熱核反應，產(chǎn)生的放

射性最低，具有經(jīng)濟、安全兩大優(yōu)點。另據(jù)計算，從月球中每提煉出

1噸氫-3,還可以獲得6300噸氫氣、700噸氮氣和1600噸含碳氣體。

所以，通過采取一定的技術，來獲得這些氣體，對于人類找到新的能

源和維護永久性月球基地十分重要。

月巖土壤中氧占40%,可以就地生產(chǎn)推進劑和作為受控生態(tài)環(huán)境

和生命保障系統(tǒng)的氧氣來源。硅占20%,可以為航天器制作太陽電池

陣，其他金屬可以為航天器制作各種部件設備。還可以用月球作中轉(zhuǎn)

站，為過往的航天器進行檢修和補充燃料。

(3)太陽能資源。由于月球表面兒乎沒有大氣，太陽輻射可以

長驅(qū)直入。計算表明，每年到達月球范圍內(nèi)的太陽光輻射能量大約為

12萬億千瓦，相當于目前地球上一年消耗的各種能源所產(chǎn)生的總能

量的2.5萬倍。按太陽能能量密度為1.353千瓦/平方米計算，假設在

月球上使用目前光電轉(zhuǎn)化率為20%的太陽能發(fā)電裝置，則每平方米

太陽能電池每小時可發(fā)電2.7千瓦時，若采用1000平方米的電池,

則每小時可產(chǎn)生2700千瓦時的電能。

由于月球自轉(zhuǎn)周期恰好與其繞地球公轉(zhuǎn)周期的時間相等，所以月

球的白天是14天半，晚上也是14天半，一天相當于地球一個月的長

度，這樣它就可以獲得更多的太陽能。科學家認為，如果在月球表面

建立全球性的并聯(lián)式太陽能發(fā)電廠，就可以獲得極其豐富而穩(wěn)定的太

陽能，這不但解決了未來月球基地的能源供應問題，而且隨著人類空

間轉(zhuǎn)換裝置技術和地面接收技術的發(fā)展與完善，還可以用微波傳輸太

陽能，為地球提供源源不斷的能源。

月球上的空間資源、礦產(chǎn)資源、太陽能資源等都可用于發(fā)展月球

基地

師：非常好。要想在月球上建成永久性空間站，必須達到哪兒個

基本要求呢？

生(1)那里要有生產(chǎn)太陽能所需要的充足陽光，能使空間站獲

取足夠多的能源，以維持空間站的運行。

(2)那里十分靠近一個很可能儲存著豐富的冰的永久性陰影區(qū)，

便于空間站人員獲取水。這樣一個初步的月球生存體系就建立了，空

間站的基礎也就有了。

(3)能夠進行有效準確的空間天氣預報。從太陽拋出的氫原子

核和電子組成的等離子流，就是所謂的太陽風。太陽風的等離子流，

由于地球磁場的屏障作用而對地球影響甚微，但是月球屏障作用弱，

在月球空間站戶外活動的空間站工作者卻要經(jīng)受高能粒子“雨”和等

離子“風”以及磁爆的襲擊。

地球上每平方厘米的面積上有1千克的大氣，保護我們免遭宇宙

射線的侵襲。然而，如果我們來到宇宙空間，便失去了大氣這個保護

傘。在這樣殘酷的宇宙氣象環(huán)境中，要想積極地、安全地從事月球開

發(fā)工作，就必須很好地了解和預測月球環(huán)境的變化情況。

在月球南極有一些區(qū)域接近于在太陽永久照射之下。以英國探險

家沙克爾頓命名的一座環(huán)形山的邊緣，是一個優(yōu)選地區(qū)，因為它有

80%的時間處于陽光的照射之下，基本符合上述第一個條件。

在沙克爾頓環(huán)形山的內(nèi)部，是一個永久性陰影區(qū)，有可能儲存冰。

該地區(qū)又符合上述第二個條件。

在這座環(huán)形山的邊緣地區(qū)建立空間站，可以把生產(chǎn)電力的太陽能

發(fā)電站架設在陽光充足的地方，并通過電纜或微波將電力傳輸?shù)娇臻g

站去；同時，該空間站還能到環(huán)形山內(nèi)部的陰影區(qū)采集冰塊，從而獲

得必需的水源。

由于月球的引力只有地球的1