■本报通讯员 雅 龙
近日科学家们正在研制一种类似象鼻的磁场线圈,用于安全采集月球的土壤,避免有害的尘埃扬起。科学家在美国德克萨斯州举办的月球与行星科学研讨会上展示了这项研究。
众所周知,大象的鼻子具有不同寻常的用处,象的鼻子由4万条肌肉组成,比人体的肌肉还多,能起“手”的作用。它可以把鼻子伸到树上摘树叶、果实,从地上卷起青草、芦苇,送进嘴巴里。象鼻子粗壮发达,力大无穷,可以毫不费力地卷起一棵大树。
在以往的登月任务中,科学家是借用前悬式装载机和自动倾斜小卡车来采集月球土壤的,但是这引起了一系列令人困扰的问题,因为机械在运作时掀起了大量的土壤尘埃,其中较微小的尘埃粒子可能进入机械设备阻碍了正常工作,更可怕的是,有毒尘埃还可能威胁到宇航员的健康。
为了解决这个问题,美国诺克斯维尔田纳西州大学的教授Benjamin Eimer 和Lawrence Taylor 正在研制一种能安全采集土壤标本的设备。
象鼻原理造磁场线圈
关于此设备的主要原理是,将磁线圈沿着一个方向每隔一段距离在空间排列,这就好比象鼻状的“管道”。由于月球土壤微粒中含有大量的铁矿物,因此这种设备可借助磁场吸入土壤微粒,避免有毒尘埃扬起,安全采集土壤标本。
根据这种方案的流程,首先宇航员或者机械装置可以使用比较小的管子采集土壤,再将其通往一个较大的磁场“管道”,随后带回月球基地贮存,最后进行加工处理。
目前科学家已经作了初步的试验,Benjamin Eimer 和Lawrence Taylor利用一个几厘米长的磁场线圈“管道”模拟仿真了月球土壤标本的采集过程,结果证明这种方案是可行的。
月球昼夜温差大
科学家们还展示了另一项研究是通过将月球基地舱埋藏在地表以下的方式,避免月球地表温差变化大带来的负面影响。
由于月球上没有大气,再加上月面物质的热容量和导热率又很低,因而月球表面昼夜的温差很大。白天,在阳光垂直照射的地方温度高达127摄氏度;夜晚,温度可降低到零下183摄氏度。
根据匈牙利科学家Bela Boldoghy的研究,将月球基地舱埋在月球的土壤中,可以削弱大幅的温差变化。因为在月球土壤以下10至20米处,温度大约在-20度,而且温差变化不大,虽然-20度的环境确实有点寒冷,但是在这种温度变化不大的情况下,月球基地舱的自动调温器运作相对更好一些。
“事先打包”月球土壤
匈牙利另一名科学家Tamas Varga 称,“-20度的环境并不会造成多大的困难。地球很多地方的温度也达到了-20度。”
研究员表示,如果把月球基地舱埋在“事先打包”的月球土壤中,这样就不至于在建设基地舱时扬起尘埃粒子,但是这种繁琐凌乱的工作应该在远离月球基地的地方完成。
也有科学家认为,如果月球基地舱建在月球两极,可能就不会受到昼夜温差变化大带来的影响。因为月球只有在极地地区是永远处于阴暗状态的。而将月球基地舱埋入地底下也是处理方式之一。
由于月球土质能同时阻止来自太空的高能粒子的袭击,所以月球基地舱埋藏方式也能起到辐射防护的效果。