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中美等航天大國在月球上的競爭愈發激烈！按照計劃，我國將于2030年前將實施載人登月，并且還要在月球南極建立國際科研站。人類在月球上的活動要想可持續，就必須要有盈利點，而月球采礦就是最好的回報方式之一。  眾所周知，月球上最具價值的資源就是氦3，它是一種清潔、高效的核聚變燃料，可用于發電和推進系統。地球上氦3的儲量極為稀少，而月球淺層卻擁有上百萬噸的氦3。如果這些資源能夠用于核聚變發電，將能滿足人類使用上萬年，這對于人類文明可持續發展具有重要意義。  在月球上開采氦3等礦物資源不是問題，問題是如何以較低的成本將這些資源運回地球。對于這個問題，我國科學家提出了一種設想，建議在月球上建造一個旋轉發射系統，用于將月球表面的資源送回地球。 旋轉發射并不是什么新概念，中美等國家的科研人員在這方面均有研究。例如美國就有一家名“旋轉發射”的公司在從事此類研究，該公司研制的被稱作“亞軌道加速器”的原型裝置已經于2021年10月20日完成了首次拋射測試。美國“旋轉發射”公司的“亞軌道加速器”原型裝置基于一臺真空密封環境下的離心機研發，高約91.4米，它能以數倍音速的速度旋轉拋射物，然后將其拋入到高層大氣中。這家公司的最終目標是在地球上建造一種將小型航天器送入軌道的航天發射系統。  旋轉發射的基本原理是讓航天器在旋轉裝置中獲得足夠的角速度和離心力，當達到特定條件時將其拋射出去，從而賦予其足夠高的初始速度和合適的方向，使其不依靠火箭也能進入太空。簡單來說就是利用巨大的拋物器將航天器拋入太空。當然，為了滿足發射需求，航天器理論上也可以攜帶火箭助推器，為入軌提供助力，只是會增加技術難度。 這種旋轉發射系統依靠電力驅動，還可以實現能量回收，可多次使用，然而其雖然能夠降低發射成本，但在地球上只能將小型航天器發射到低軌道，應用前景有限。相比于可回收火箭，優勢并不明顯。  不過這并不意味著這種發射系統就失去了用武之地。月球的引力僅為地球的1/6，并且是真空環境，這種高真空、低重力的環境十分適合建造這種旋轉發射系統。 研究人員稱，相比于利用火箭將物資送入環月軌道，這種運輸方式的成本僅為火箭運輸的1/10。如果真能把運輸成本降低至此，那月球采礦絕對可以變為現實。我國科學家給出的這個建議真的是太棒了，如果能夠在月球上建造這種發射裝置，將極大的降低月球資源運回地球的成本！  我國科學家想在月球上建的這種旋轉發射裝置，將采用高溫超導電機進行驅動，并且旋轉拋射裝置將采用阻力極低的磁懸浮系統。這種系統的電力將由太陽能或核能提供，并且在發射完成后的減速階段，還能夠實現能量回收，據稱可以回收70%以上的動能。 其實，除了采用旋轉發射，在月球表面還可以建造電磁彈射系統，不過這種系統需要足夠長的電磁軌道，想要在月球上建造這種系統，難度比旋轉發射系統還高，并且這種系統對能量的回收利用率太低。  據我國科研人員介紹，旋轉發射系統技術復雜度相對較低，并且沒有技術瓶頸，可行性很高。只是這個裝置的質量約80噸，旋臂長50米，就算采用模塊化設計、分批運到月球表面再進行組裝，也需要超重型運載火箭才能運到月球。目前我國的長征9號超重型運載火箭還在研制中，這意味著想要在月球上建造這種旋轉發射系統，估計要等到2035年以后了。 相關科研團隊表示，他們計劃在2030年前完成該系統關鍵組件的開發，并計劃在2045年前實現月球表面的驗證與全面實施。目前我國可控核聚變技術離商用化越來越近了，希望在月球上建造旋轉發射系統的計劃能夠跟上腳步。 |
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