2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？
2022 年後，中國人抬頭看向天空時，可能會看到一顆新的、很亮的星體，它也許是一顆「人造月球」，還是用來當路燈的那種。近日，四川成都天府系統科學研究會向媒體表示，<a href="http://kepu.gmw.cn/2018-10/18/content_31771135.htm" style="box-sizing: border-box; background-color: transparent; text-decoration-line: none; color: #3a3a3a; font-family: PingFangSC-Semibold, 'Microsoft Yahei-Bold', 'Microsoft Yahei'; border-bottom: 2px solid #fadc23; line-height: 1;">他們參與主導的「人造月球」專案有機會在 2022 年初步實現</a>。<h2>把鏡子放在天空中反射太陽光</h2> <p>這個專案的原理很簡單，跟小學生科學課堂上用鏡子反射太陽光的思考邏輯一樣。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn1.techbang.com/system/images/465645/original/bff0423ae1c2f328ef0529481b99f853.png?1540180490" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="720" height="479" /></p> <p>「人造月亮」的計畫是這樣的：在 2022 年， 3 顆攜帶大型太空反光鏡的人造太空照明衛星升空，部署在距離地球 500 公里以內的低地球軌道上，這三面巨大的反光鏡等分為 360 度的軌道平面，可以實現交替對同一地區 24 小時不間斷的照射。</p> <p>反射到地面的太陽光可以覆蓋地表 3600-6400 平方公里的範圍，預計最大亮度是月光的 8 倍。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn0.techbang.com/system/images/465646/original/7e0487d785365d95b7ee88f894744aed.jpg?1540180621" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="720" height="480" /></p> <p>真 ‧ 月球距離地球 38 萬公里，這顆人造衛星距離地球近得多。但由於直徑的問題，這顆人造月亮在地球人的角度看來，並不會是又大又圓的月亮，而是一顆特別明亮的星星。</p> <p>有學者表示，這樣的做法會影響生物作息。不過參與專案的天府新區系統科學研究會主任武春風<a href="http://kepu.gmw.cn/2018-10/18/content_31771135.htm">表示</a>：</p> <blockquote> <p>「人造月亮」的光線強度與照明時長均可做調整，照明精度也可控制在幾十米之內。</p> </blockquote> <p>據悉，目前這個專案已經由科研機構和企業完成了方案論證和初步設計，接下來在 2020 年會完成第一顆衛星的發射、入軌、展開和照明這些步驟的系統驗證，最終在 2022 年發射完三顆衛星。</p> <p>武春風表示，「人造月亮」可以透過反射利用太陽光，與地面的路燈協同照明，這樣可以節省基礎設施用電的消耗。按照他的說法:</p> <blockquote> <p>以對成都 50 平方公里區域提供照射為例，每年可節約電費開支約 12 億人民幣。</p> </blockquote> <p>這顆「人造月亮」還有一個應用場景是給災區供電。當某個地區因自然災害發生大範圍停電陷入黑暗時，當地居民或許可以使用人造月亮的照明。</p> <p>面對這樣一個「放衛星為地球照明」的行為，網友提出了一些疑問：</p> <blockquote> <p>最強亮度為月光的八倍，那麼能穿透大氣運動的雲層嗎？<br />即使要照明的地方沒有雲層，那能穿透霧霾嗎？</p> </blockquote> <p>這些問題都需要「人造月亮」發射了才能得知，不過除了光線要穿透雲層和霧霾，它需要克服的困難還有很多，比如太陽風是否會影響鏡面反射率，會不會被太空垃圾擊中&hellip;&hellip;</p> <p>還有就是會不會有其他國家反對，因為類似這個大膽的想法，早在二戰的時候就有人提出，當時的目的還是作為軍事應用。</p> <h2>這個大膽激進的想法來自歐洲火箭之父</h2> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn1.techbang.com/system/images/465647/original/8553f77d2a90a150089f87ba7ef0432c.jpg?1540180843" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="600" height="400" /></p> <p>我們都知道，凹面鏡以特定的角度對準太陽後，可以將陽光聚焦到一個光點。這個光點產生的熱量，可以點燃奧運會的火把，甚至可以融化鋼鐵，這主要取決於凹面鏡的大小。</p> <p>如果有一個超大的凹面鏡，被放在地球軌道上，並且可以隨時修改光點對準的地點，那麼它就是一個能夠焚山煮海的超級武器了。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn2.techbang.com/system/images/465648/original/cf5b339371919f8f86a6b91e7d6b5c0b.jpg?1540180893" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="720" height="451" /><label class="caption" style="width: 720px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span> 我們可以腦補一下加州山火，圖片來自：naplesherad.com</label></p> <p>德國在二戰時期曾經想要製作這樣一個武器，名字為<a href="https://io9.gizmodo.com/how-germany-planned-to-fry-the-world-462891057">「太陽炮」（Sun Gun）</a>，用來在戰爭中摧毀敵人的城市。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn2.techbang.com/system/images/465649/original/c1de75366033d3ddacd18424a30d8845.jpg?1540180961" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="450" height="600" /><label class="caption" style="width: 450px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>赫爾曼 ‧ 奧伯特</label></p> <p>這個想法的雛形，由歐洲火箭之父赫爾曼 ‧ 奧伯特（Hermann Oberth）在最早在 1923 年提出。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn1.techbang.com/system/images/465650/original/56fdbde7fa928a3910c1a6e9229fd372.jpg?1540181008" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="570" height="765" /><label class="caption" style="width: 570px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>&nbsp;LIFE 雜誌當年的報導</label></p> <p>1945 年 7 月的《Life》雜誌報導了德國納粹這個驚人的想法。首先，他們想要發射一枚無人火箭，當火箭進入預定軌道後，放出六根長長的金屬纜繩，這些纜繩在火箭的旋轉帶動下自動延伸部署後，是太陽炮的主體骨架。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn1.techbang.com/system/images/465651/original/db6e437aa6a4291cb4da6834f7f35537.jpg?1540181073" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="450" height="155" /><label class="caption" style="width: 450px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>「太陽炮」的示意圖</label></p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn0.techbang.com/system/images/465652/original/37e2bda9e7b070de8ccf3b6e31590e87.jpg?1540181161" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="342" height="300" /><label class="caption" style="width: 342px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>&nbsp;LIFE 雜誌的插畫，這是組裝的想像場景</label></p> <p>接著，他們還打算陸續發射火箭將鏡面組件從地球運輸到太空中進行拼裝。按照計畫，這些鏡面是高純度的金屬鈉。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn0.techbang.com/system/images/465653/original/1b5ca1dc031aa555c249e6492523af98.jpg?1540181202" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="720" height="303" /><label class="caption" style="width: 720px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>LIFE 雜誌的插畫</label></p> <p>此外，鏡面還會預留一個大圓孔，作為貨運火箭的接駁通道。從地面發射的火箭，需要嚴絲合縫地懟在這個圓孔上，然後為相當於一個巨型國際太空站的太陽炮提供物資補給。</p> <p>按照赫爾曼 ‧ 奧伯特的預想，這個專案需要耗費 30 億美元，用 10-15 年才能建成。他這樣描述自己的創意：</p> <blockquote> <p>我的太空鏡（Space Mirror），就像是學校裡搗蛋的小男生用來將太陽光反射到教室裡的那一面。他們偶爾還會將光反射在老師的臉上，引起他的反感。而我就是那個已經對這個行為採集了大量資料，做了長期準備的老師。</p> </blockquote> <p>礙於當時電子技術並不成熟，像太陽能電池、精密半導體這些零件都還沒有大規模應用。因此，赫爾曼 ‧ 奧伯特的想法並沒有成為現實，德國納粹當時也沒能造出這種逆天的武器，否則世界歷史的進程都要改寫了。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn1.techbang.com/system/images/465654/original/875f1b321f8c04a482afa4aa9b76f7da.jpg?1540182177" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="720" height="390" /><label class="caption" style="width: 720px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>▲阿基米德聚集太陽光摧毀敵人艦船</label></p> <p>有人認為，赫爾曼 ‧ 奧伯特的想法，來自兩千多年前希臘關於阿基米德的傳說。<a href="http://chiuphysics.cgu.edu.tw/yun-ju/CGUWeb/SciKnow/PhyNews/ArchimedesMirror.htm">傳說古羅馬人侵略時，年邁的阿基米德召集整個城市的婦孺，手持鏡子在海岸線圍成一個拋物線陣型，用鏡子反射匯聚的光束點燃了敵人的艦隊</a>。</p> <p>阿基米德是傳奇人物，而<a href="https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B5%AB%E5%B0%94%E6%9B%BC%C2%B7%E5%A5%A5%E4%BC%AF%E7%89%B9">赫爾曼 ‧ 奧伯特在太空史上是一個不可忽視的先驅</a>。</p> <p>他是歷史上第一個完整介紹了太空船及其發射原理的人，並且是第一個創立太空火箭點火理論公式，用數學方法闡明火箭脫離地球引力的方法和速度的人。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn0.techbang.com/system/images/465655/original/4c7c43699b463fae0e5a2e9553904895.jpg?1540182256" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="720" height="445" /><label class="caption" style="width: 720px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>火箭 V-2 剖面圖，奧伯特也有參與設計</label></p> <p><a href="https://zh.wikipedia.org/wiki/V-2%E7%81%AB%E7%AE%AD">第一枚具有現代意義的大型火箭 V-2 的發動機基本構造原理，就來自赫爾曼 ‧ 奧伯特</a>。赫爾曼 ‧ 奧伯特在 1923 年發表關於火箭科學的論文《飛往星際太空的火箭》，並在 1929 年發佈《通向太空之路》進一步闡述自己的理論。</p> <p>他的理論影響了一代太空工程師，1989 年逝世的他，也很幸運地目睹了 20 世紀人類探索太空的整個過程，包括各類探測器向太空發射和人類登月。</p> <h2>科幻小說裡「人造太陽」</h2> <p>相比現實世界，科幻世界裡的宇宙探索進程就超前多了。就連赫爾曼 ‧ 奧伯特也是在童年時期就迷上朱爾&middot;凡爾納的科幻小說。</p> <p>像「人造月亮」這個「在軌道放鏡子反射太陽光給地球照明」的想法，在《三體》作家劉慈欣的短篇科幻小說《<a href="http://www.xiaoshuotxt.org/kehuan/12581/699577.html">中國太陽</a>》中也有類似的描述。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn2.techbang.com/system/images/465656/original/df2fb0d3bb11991710cdefa94ea31914.jpg?1540182360" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="720" height="540" /><label class="caption" style="width: 720px; display: block; text-align: left; margin: 5px auto 30px; color: #555555; line-height: 22px; padding: 0px 3px 22px; border-bottom: 2px solid #f0f0f0;"><span style="color: #2382c5; padding-right: 5px;"> ▲ </span>圖片來自：<a href="https://www.brecorder.com/2018/10/18/446608/china-to-send-artificial-moon-to-space-as-replacement-to-streetlights/">brecorder.com</a></label></p> <p>小說中，「中國太陽」是一個面積達三萬平方公里的反射鏡，它在 3.6 萬公里高的同步軌道上向地球反射陽光，在地面看上去，天空中像多了個太陽。</p> <p>按照書中的描述：</p> <blockquote> <p>這個人造太陽可以以多種方式影響天氣，比如透過改變大氣的熱平衡來影響大氣環流、增加海洋蒸發量、移動鋒面等等，這一兩句話說不清楚。</p> <p>其實，軌道反射鏡只是中國太陽工程的一部分，另一部分是一個複雜的大氣運動模型，它運行在許多台超級電腦上，精確地模擬出某一區域大氣的運動狀態，然後找準一個關鍵點，用人造太陽的熱量施加影響，就會產生出巨大的效應，足以在一段時間內完全改變目標區域的氣候。</p> </blockquote> <p>由於這個鏡面受到太陽風影響發生了質變，於是需要太空蜘蛛人駕駛手扶拖拉機大小的機器去擦鏡面。這群人被稱為「鏡面農夫」，因為他們在銀色平原上做清潔，也很像在耕種著什麼。</p> <p>科幻小說裡的「中國太陽」在二十年裡完成了很多事情，比如改變了西北氣候，讓三北防護林形成一條橫貫中國東西的綠帶；溶化乞力馬扎羅山的積雪以緩解非洲乾旱，使舉行奧運會的城市成為真正的不夜城等等。</p> <p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn2.techbang.com/system/images/465659/original/97651db6114c6bf5a6d0761acd01a350.jpg?1540182517" alt="2022 年中國四川要用人造月亮來代替路燈照明？這是科幻小說還是真的可行？" width="720" height="405" /></p> <p>最後，退役的「中國太陽」，透過一系列複雜的變軌飛行，像大航海時代探索人類未知的帆船一樣，掠過太陽系的行星，飛出太陽系，成為一艘不會回到地球的恆星際飛船。</p> <p>當然了，「中國太陽」還只是科幻小說裡面的場景。而中國的「人造月亮」什麼時候可以投入使用，我們等待新聞報導吧。</p> <ul> <li>本文授權轉載自<a href="https://www.ifanr.com/1116023">愛範兒</a></li> </ul><a href="http://www.facebook.com/TKbang">加入T客邦Facebook粉絲團</a><img src="http://feeds.feedburner.com/~r/techbang/~4/J6qodWfeQ1I" height="1" width="1" alt=""/>
