為什麼殖民月球先于火星？NASA的科學家給出他們的理由

NASA對空間開發有一個新的預見，在前幾十年，人類將登陸火星和開發這個紅色行星。短暫的拜訪將導致更長的逗留並可能某一天殖民。

然而，首先，我們回到地球。

為什麼月球先于火星？

“月球自然是第一步”，NASA肯尼迪空間中心的物理學家Philip Metzger說，“它鄰近。在更長或更冒險的旅行到火星之前，我們可以在那里實踐生存、工作和做科學實驗。”

月球和火星有很多共同點。月球的重力只有地球的六分之一；火星是三分之一。月球沒有大氣；火星的大氣很稀薄。月球會很冷，在陰暗處低至-240℃；火星在-20℃和-100℃之間變化。

更重要的是，二者都被細沙塵覆蓋，稱為“風化層”。月球的風化層是由微小的隕石不斷的轟擊，宇宙射線和太陽風粒子幾十億年的破壞岩石產生的。火星的風化層源于更大塊的隕石甚至小行星的撞擊，加上多年的水和風的侵蝕。二者有些地方的風化層有10m厚。

在如此多的塵土上操作機械設備是可怕的挑戰。就在上個月，Metzger在肯尼迪空間中心主持了一個主題為︰“月球和火星開發過程中的粒狀物”的會議。與會者就從基本運輸（“火星車需要何種輪胎？”）到采礦（“在洞崩潰前你能挖多深？”）到塵暴——自然的人造的（“火箭著陸會揚起垛少塵土？”）的問題爭論。

在地球上回答這些問題不容易。月球塵土和火星塵土是如此不同。

嘗試這個︰將你的手指撫過你的電腦顯示屏。你的指尖將有少量灰塵黏附。它是軟的起毛的——那是地球塵土。

月球塵土不同︰“它像是玻璃或珊瑚碎片——不固定的非常銳利和聯鎖的形狀，”Metzger說。

“甚至在短程的月球行走後，阿波羅17號宇航員發現塵土粒子已經塞滿了他們宇航服的肩關節，”科羅拉多礦物學校的采礦工程系的副教授Masami Nakagawa說，“月球塵土穿透密封，使太空服泄露一些空氣壓力。”

以上︰阿波羅17號宇航員Gene Cernan駕駛的月球車的輪胎揚起的塵土。這些塵土產生的問題，被宇航員使用的管帶解決。

被陽光照射的地區，Nakagawa還說，細小的塵土漂浮在阿波羅宇航員的膝蓋上甚至他們的頭上，因為個別的粒子由太陽的紫外光產生靜電。這些塵粒，在進入宇航員的居留地的時候，它們會變成空氣傳播，進入他們的眼楮和肺。“它是一個潛在的嚴肅問題。”

塵土在火星上到處存在，盡管火星塵土可能不像月球塵土那麼銳利。侵蝕使邊緣平滑。然而，火星塵暴使這些粒子突然移動50m/s（100英里/小時），刮擦和磨損每個暴露的表面。漫游者所顯示，火星塵土（如同月球塵土）充滿靜電。它附著在太陽能電池板，擋住太陽光並降低由表面產生的功率。

由于這些原因，NASA成立Nakagawa塵土工程，一個4年研究計劃以找到減輕塵土對機器人和人類開發的影響的方法，範圍從空氣過濾器的設計到抵制塵土的太空服和機械的薄膜。

月球還是被計劃者稱為“現場資源利用”（ISRU）——又名“遠離陸地生存”的好的試驗地。火星上的宇航員想在那里開采某些自然資源︰呼吸的氧。喝的水和回程的火箭燃料（本質上是氫和氧）。“我們可以先在月球上嘗試”，Metzger說。

阿波羅17號的宇航員挖一個溝來研究月球塵土的機械特性。

月球和火星被認為地表上有結冰的水。證據是間接的。NASA和歐洲空間局的太空船探測到氫——推測為H₂O中的H——在火星土壤中。推定冰沉積在火星兩極幾乎到赤道上。月球上的冰，另一方面，停留在月球的南北兩極的太陽從不照射的深坑，根據月球勘探者和Clementine——20世紀90年代兩艘繪制月球中部地圖的太空船的相似數據。

如果冰能開鑿、解凍和破碎並且氫和氧⋯⋯瞧！直接供給。NASA的月球勘測人造衛星，將于2008年發射，將使用現代傳感器搜尋沉積物和查明可能的開采地點。

“月球兩極很冷，所以我們與擅長在冷的地方的人一起工作以解決怎樣降落在土壤上和挖掘永久凍結帶以挖出水”，Metzger說。NASA的合作者主要是來自工兵的寒冷地帶研究和工程技術實驗室（CRREL）。關鍵挑戰包括火箭著陸或富含冰的土壤上建居留地而不使它們的熱融化地面導致在它們的重力下崩潰。

在月球上試驗這個技術，離開地球僅2或3天，將比在火星上，離地球6個月遠，容易得多。

所以⋯⋯到火星上去！但是首先，去月球。

桂娟