点击国家空间科学中心关注我们吧
中国在月球上建立了一家旅馆
接待地球游客前来参观
月球研究所所长将月球开发中遇到的
各种奇异见闻和科学知识娓娓道来
这篇科幻短篇的作者吴季
是中国科学院
国家空间科学中心研究员
文中构想的一切
都有可能在不久的将来变成现实
月球雨海旅店的故事
作者 | 吴季
吴季，中国科学院国家空间科学中心研究员，中国空间科学学会理事长，中国宇航学会常务理事，国际宇航科学院院士，美国电气与电子工程师协会 会士。出版有长篇科幻小说《月球旅店》《月球峰会》。
我们的研究所不在中关村，不在北京。
当然也不在美国或者地球上其他任何一个国家。
它也不在南极，或者北极圈里那片中国也拥有一份矿产资源的斯瓦尔巴群岛上。
它在月球上?
对！我就是这个位于月球上的月球研究所的所长。
一
我们研究所位于月球北纬40度，西经5度，在雨海东面。这个地点不是我们自己选的。我们居住在一个月球旅店里。虽然这个地址对我们研究所来说并不是最佳的位置，但是由于一切基础设施都是现成的，这就大大地节约了我们盖房子、建电站、建生命保障系统，以及建厨房和餐厅、雇用大师傅和服务员的经费。如果我们申请国家科研经费来从零开始建这个研究所，很可能得不到国家的支持，因为建设这些基础设施的经费，要远远高于我们科研所需的设施的运行费用。要知道，这是在月球上啊。
然而，除了就地开展研究以外，我们还需要在月球上面到处跑，去采集样品。因此，我们必须有我们自己的月球车和月面载人飞船。这个还是需要我们自己申请经费来建造和运行的。
说到这里，我必须先介绍我们的房东是谁。它就是人类在月球上开的第一家旅店，月球雨海旅店的拥有者——中国月球旅游开发公司。
二
我来到月球研究所后，问房东的第一个问题就是:你们一开始为什么选择雨海这个地方呢?
显然，问这个问题的人很多，旅店经理熟练地回答了我的这个问题。
第一，选择这里是因为生产燃料很方便。旅店建设初期，月球旅游还没有突破成本高这个困难。因此，在选择旅店的建设地点时，就要同时考虑到燃料的生产地点。这是因为，在月面生产燃料是降低月球旅游成本的一个先决条件。而生产出来的燃料还要发射到月球轨道空间站对地月往返飞船进行加注。这个运输过程需要的飞船，就可以和载人的地月往返飞船合二为一。因此当时的总设计师就提出，旅店的建设地点一定要和生产燃料的地点在一起，燃料生产完就直接加注到地月往返飞船上。
那在哪里对生产燃料最方便呢?我不禁问道。
当然是在月海里啊!经理不紧不慢地说，好像他早就预料到我会问这个问题。
为什么不在有水冰的撞击坑里呢?我争辩道。
为什么不用大家都争先恐后想要获取的水冰呢？原因有二：第一，水冰的资源是有限的，应该给予保护而不是将其消耗掉：第二，水冰仅存在于深不见阳光的陨石坑底部，那里山峦起伏，不是合适的旅游地点。
经理说完，我脑子里也想到了，在那些可能有水冰的月球两极的高山峡谷中，确实不容易降落和起飞。
其实，我也知道，从月壤中提取液氢和液氧比从水冰中提取也就多了一道工序。其化学还原过程是，将月壤中大量存在的氧化钛、氧化铁加热到 800 摄氏度以上，然后加入少量氢，使月壤中的氧和氢结合形成水，再将水电离获得所需要的液氧和液氢。这当然需要额外的能量。但是，在月日期间，也就是有太阳的那十四天里面，太阳能是免费的，能量是现成的。在月海地区，月壤资源是普遍可以轻易获得的。因此，为了更容易地获得提取燃料的月壤，月球旅游的着陆点应该选择在月海中。
第二，旅店的地点应该方便回望地球。经理接着说道。
我知道，从月球这样远的地方回望地球是太空给人类带来的第二次启示。离开了地球，隔着遥远的距离再次发现和重新认识人类的家园地球，确实使得很多到过月球的人的世界观、人生观发生了变化。月球旅游之所以得到了快速的发展，很大程度上是因为游客都希望隔着遥远的距离看一看我们的地球。
由于地球对月球的潮汐锁定，在地球上看月球时，月球永远只有一面朝向我们。而在月球表面着陆后，在月面上看地球，这个潮汐锁定带来的天象，则是地球不会升起也不会落下，永远停留在天空中的同一个位置不动。但是我们可以看到地球在自旋，每二十四小时转一圈。大约一个月中，地球被太阳照亮的部分也会循环一次，即每二十八天将出现一次被太阳全部照亮的情况，参考满月的概念，可以称其为满地；每二十八天还会出现一次完全看不见地球的全暗的时刻。
为了确定在月面上某一地点看到的地球在空中的位置，我们可以以月球经纬度的原点，即月面的正中间那一点为圆心，以这个圆心到经度 40 度、纬度 0 度，或经度 0 度、纬度 40 度的点的距离为半径，在月面上画一个圆。在这个圆上的所有点回望地球，地球都在天顶向下 40 度的方向上，也即月平线以上 50 度仰角的方向上。不同之处仅仅是地球会在东、南、西或北的哪一个方向上。可见，如果想使游客有一个舒适的回望地球的仰角，就需要将着陆点选择在一个半径适中的圆上。雨海旅店就选择了40度，一个合适的角度。
除了仰角的舒适度，还需要考虑地球的方向。如果把着陆点选择在月球的北纬地区，地球就在着陆点的南天方向，且地球对观察者而言是上北下南的，与我们看地图的方向相同；相反，如果在月球的南纬地区着陆，地球则呈现在着陆点的北天方向，我们看到的地球就是上南下北的，与我们看地图的习惯相反。可见，把着陆点选择在月球的北纬地区，在回望地球方面更符合人们的习惯。
我听经理这样说，也想起了我刚到研究所那几天正好是月夜时期，从我房间的窗子往外看，地球是大大的、圆圆的，挂在半空中，很好看。可我们到底是来做研究的，不是来欣赏地球的。
第三，他接着说，我们还想到了游客观景的体验。游客们除了回望地球，当然也希望看到月球上的景色。如果仅仅降落在平平的月海上，就像地球上的大平原，周围没有耸立的山峰、峡谷、巨石，也将是一个遗憾。因此，在考虑到月海中有丰富细腻的月壤便于能源提取的同时，还应该考虑着陆区的附近有高耸的山峰。这样的山峰，在月海的边缘有很多，比如雨海东部绵延六百千米的亚平宁山脉，其中最高峰惠更斯山的高度达五点五千米。设想一下，如果你在着陆点打卡拍照，身着登月航天服的你的身后，是平整的月海和高耸的山峰，在黑色的宇宙中一个合适的仰角处，还有比从地球上看月球要大三四倍的，隐约可见上北下南的大陆板块的蓝色地球，那将是一幅多么美丽的画面啊!
听到这里，我觉得这一点和我们好像无关。但是如果距离月山很近，也不错，我们可以很方便地接近那里，去看看岩石并采样，相对比较便捷。
第四，经理继续说，我们当然也考虑了月面移动的方便。对身穿航天服的游客来说，在月面行走，活动范围是很小的。但是如果乘坐月球车，则可以移动很远的距离。因此在选择旅店位置时，需要考虑月球车的移动范围，甚至需要为更先进、移动速度更快的月球车留出活动空间。不应该将着陆点选择在一个直径不够大的，比如直径只有八十千米的阿基米德环形山那样的环形山中的月海里，那将会限制游客的活动范围。
嘿嘿，这一点倒是符合我们研究所的要求。
第五，还有一个安全问题。经理说，我们要考虑发生太阳大爆发的情况和对来自宇宙的流星的防护。由于月球没有像地球一样的磁场的保护，太阳风粒子可以长驱直入到达月球表面。探测数据显示，月球表面的太阳风粒子通量要高于地球的近地轨道，但是差别也并不显著。因此如果通过建筑材料进行屏蔽，在月面密封舱内，即月球旅店内部，可以基本忽略太阳风背景辐射的问题。在月球表面的室外环境下，如果停留时间不长，也可以忽略其辐射效应。但是为了应对太阳大爆发，以及流星雨的袭击，还是需要有一个避难的地方。如果将旅店建设在早期月球活动留下的熔岩洞上，则可以利用天然的熔岩洞获得避难的地方。但是月面上的熔岩洞并不常见。恰好，我们在这里找到了一个熔岩洞，就在我们旅店下面。
这个熔岩洞我倒是知道，但是从来没去过，因为好像自旅店建成，还从来没有发生过一次需要避难的情况。
我觉得这五条理由里面大部分对我们研究所都是适用的。可见，如果我们要从零建设一个月球研究基地，有多少事情要考虑啊。这还没说到其他方面呢，单单一个选址就有这么多名堂。
三
要想在这里生活并工作，必须有负责后勤的工作人员。
这些人，我们也省了，因为有旅店为我们服务。
月球雨海旅店有二十多个工作人员。他们分三班倒，每个岗位有一个承担责任的一岗，就是那个当班的人，还有一个不当班的，处于休息时间的副岗。只有需要时这个副岗才参与工作。
主要的岗位有三类。第一类是运行维护岗位，这个岗位的人员负责对电力、空调、生保、通信四大系统的运行数据的监视和出了问题之后的处置。
先说电力。包括我们研究所在内，整个旅店的用电主要来自太阳能。这个在月日期间完全没问题。月球上没有大气阻隔，太阳能电池发电效率很高，需要做的就是让太阳能帆板像向日葵那样跟着太阳转。但是到了月夜期间，能源就成了问题。整个旅店，包括我们研究所，都进入了节能模式。旅店外面自动化运行的燃料工厂，也进入了休眠模式。因为产量很大，所以燃料工厂每个月仅需工作十四天，生产出的燃料就足以供给一整个月了。
月夜期间的旅店，只开启电力、空调、生保和通信系统的最低模式。所需能源有两个来源:一个是刚刚安装不久的小型核电站，为了安全起见，它安装在距离旅店一千米远的一个小山后面，但只能提供旅店三分之一的夜间用电;另外三分之二的夜间用电由一个运行在轨道上的太阳能反射电站提供，它将太阳光从那里反射到旅店这里，再由旅店的太阳能电池阵接收。由于轨道上的太阳能反射电站每天从旅店上空过境的时间加起来也只有五六个小时，再加上经过反射后的太阳光的能量有一定的损失，所以，月夜期间旅店太阳能电池阵的发电量比月日期间要小很多。
再说空调系统，也就是维持旅店内部的大气压，完成空气中氧气循环的系统。为了确保旅店内部的人员不用穿航天服、戴氧气面罩，旅店内是充满了压强为一个大气压的空气的环境。旅店就像一个大气球，我们都生活在大气球的内部。但是由于有几十上百人生活在这个大气球内部，不断地吸进氧气，呼出二氧化碳，内部的空气就需要不断地循环更新，将二氧化碳再变为氧气，同时将温度调节为室温。这个过程就由空调系统来完成。这个空调系统和我们常见的轨道空间站上的空调系统完全一样。
还有生保系统，这是一个生物循环系统，主要进行废水的循环。旅店内每个房间里的废水以及厨房里的泔水，以及其他厨余废物，都将进入生物循环系统。经过处理，在其出口我们又得到了洁净的自来水，以及其他可用气体和有机物。这些有机物将进入旅店厨房后面的一个蔬菜种植区，作为植物的养料再利用。
最后是通信系统，这是一个镜头直径一米的激光通信机。它和地球同步轨道上的激光通信机互相通信，地球同步轨道卫星再和地面通过微波相互通信。经过这个中继的方式，旅店就可以无中断地和地球联系起来。
这四个系统的运行维护人员，主要工作就是在机房监测这四大系统的工作参数，一旦发现异常，马上采取相应的措施。
第二类是服务岗位，这个岗位的工作人员有餐厅的厨师及服务员、客房服务员、前台接待人员，还有一个医生。
第三类岗位的工作人员就是月面载人飞船和月球车的驾驶员，他们负责从月球轨道中转站接送游客到旅店，以及驾驶月球车带领游客到旅店外参观游览。
四
旅店的中间是一个南北走向的大通道，两边有很多分支通道，像一个有很多横的王字形。每一个分支里都有十间客房，由一个一个具有隔离门的单间客房模块对接起来。一旦单间客房出现漏气现象，可以将其关闭，与其他客房隔离开。通道的尽头是一个备用的气闸舱，也就是一个通向室外的出口。但是我们平时并不使用它。
我们的研究所位于这个大通道的最北面，占据了四个分支通道。最北面的两个通道作为实验室和办公室，需要刷卡进入，一般游客是不容许进入的。稍靠南的两个通道里是研究人员的宿舍。实验室那个通道顶端的气闸舱和一个月球样品贮藏与分析室相连接。到那里去需要在与办公室连接的那个气闸舱内换上舱外航天服，减压后，再打开通向样品室的气闸舱的舱门。那里是真正的月球真空环境。但是因为是室内，所以在月日期间不会受到太阳光的照射，在月夜期间还有灯光照明。两台质谱仪带有温控，确保仪器不受到月面极低温的损害。仪器的操控开关、按键等都是为穿着舱外航天服的人设计的，可以戴着厚厚的手套进行操作。其实对仪器的控制是在室内进行的，在室外要进行的操作基本仅限于取出仪器和将样品放入仪器内。此外，在室外还需要进行一些对样品的切割、包装等操作。
研究所南边的各通道里全是旅店的客房，左右各十个通道，共二百间客房。大通道的最南面有两个较大的通道:向西面的一个通道里是办公室、会议室、各系统的监控机房;向东面的一个通道里是餐厅，餐厅后面是厨房和生物循环系统，以及蔬菜种植区。
大通道南面正对着的是一个旅店前台，经过前台就是那个通向起飞/着陆舱的长长的通道。通道的尽头是一个可以供月面载人飞船起飞或着陆的密封舱，在飞船着陆后可以关闭、充气，是一个大的气闸舱。
五
最后我应该和大家说说我们研究所的业务。我们的主要业务有两个。
第一个业务就是采集、分析、保存月球岩石和月壤样本，开展月球乃至太阳系的起源和演化研究。这个业务看上去很大，实际上我们的主要工作是采集、分析和收藏，大量的研究还是在地球上进行的。在月球上采集当然很方便，我们除了在驻地附近采集以外，还乘坐月面载人飞船去了很多特殊的地方，包括北极和南极。采集回来的样品，我们就保留在一个不加大气压的实验室里。这个实验室里的真空度和室外的月面一样，因此可以很容易地将样品保留在和它们被采集时所处的环境一样的环境中。如果将样品带回地球，在地球大气环境下，就很难模拟出这样的环境。我们在这个不加压的实验室里，还放置了质谱仪，可以在真空环境下对样品进行分析。除了极个别的需要带回地球的样品外，大部分样品分析完，我们就保存在这里。这里的环境太适合保存样品了，因为它就是月球的原始环境。
第二个业务就是开展地球观测研究。为什么要从月球上看地球呢？我们就是想获得一个特殊的观测地球的视角。在此之前，近地轨道上的卫星，包括太阳同步轨道卫星，可以近距离地观测地球，分辨率可以做到很高。但是卫星会很快从观测地区上空飞过，不适合连续观测。由此发展出了很多星座计划，时间重访率达到了半小时，但是仍然缺乏连续观测的能力和全球视野。特别是全球变化的系统性研究，并不需要那么高的分辨率，而是需要全球视野。另一类轨道是地球同步轨道，也就是在三万六千千米高度的轨道上，卫星绕行的角速度和地球自转的角速度一样，这样从地球上看卫星，就像卫星挂在那里不动，从卫星上看地球，就像地球不转一样。时间分辨率可以很高，实际上就是连续观测。但是其覆盖的区域及对地面的入射角是固定的。如果要以同样的视角看全球，需要在这个地球同步轨道上布设很多卫星。而这个地球同步轨道，又是卫星通信的主要轨道，位置有限，且非常拥挤。因此，我们想到了将遥感器放到月球上去。这个视角有如下几个优点:一是月球有一面总是对着地球，就像一个大卫星，姿态稳定，无须调整，是天然的平台，只要把望远镜放到上面，维护和运行成本仅限于望远镜自己的，不用考虑平台的问题；二是整个地球可以呈现在视野里，月球与地球的距离大概是刚刚讲的地球同步轨道高度的十一倍，因此遥感器对地面的入射角比较一致，或换一个角度讲，就是用平行光看地球;三是由于月球在慢慢地围绕地球旋转，因此观测的地理时间是变化的，一个月内可以看到地球各地在各个时间段的图像。比如当月球处于太阳和地球之间时，我们可以观测到地球各地在正午时的情况，由于地球在转，我们可以在二十四小时内看遍全球。同样，当月球处在太阳与地球连线的另一侧时，我们可以观测到地球各地在夜晚时的情况，以此类推。这里特别适合做地球系统变化的研究。
月面就是一个大平台，因此，我们可以在这里建设大的望远镜。其中一个由我设计的大望远镜就是一个微波天线阵，我们用从月壤里面提取出的金属做结构和反射网，建设了一个由四百个单元天线组成的直径二百米的圆环天线阵列，可以很好地观测地球表面的水循环。可见，除了观测地球的视角特殊以外，在这里建造大天线阵也比在轨道上容易。
六
听了这些，您对我们月球研究所是不是开始感兴趣了？如果您想进一步了解我们，可以参加月球旅游开发公司的月球旅游项目，并通过预约到我们研究所来参观。我非常乐意在您到来的时候，当面解答您提出的问题。
不过要记得，如果可能，一定要订月夜期间的票哟，因为只有在每月阴历三十和初一那两天上来，您才能看到一个完整的地球，那时的地球，像我们在地球上看到的满月一样，但地球看上去要漂亮得多！
本文收录在未来事务管理局编著的
《另一颗星球》科幻选集中
有关宇宙、星球的科幻选集
16篇虚构&非虚构
讲述去往宇宙的悲欢离合
来源：不存在
欢迎关注我们，转载授权、投稿事宜请
在文后留言，小编会尽快处理
