爱读书 探索 比月球亮8倍!原定在2020年发射的人造月亮,怎么没下文了?

比月球亮8倍!原定在2020年发射的人造月亮,怎么没下文了?

1993年2月4日,一道来自天际的光束以每秒8千米扫过欧洲南部,穿过整个欧洲到俄罗斯西部,渐渐消失于天际,一个比满月还亮的光斑从太空快速掠过,尽管欧洲大部分地区都笼罩在阴雨中,但仍然接到了阿尔卑斯山上的民众报告一个不明飞行物从天际飞过!

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这就是俄罗斯第一次人造月亮计划,它是1992年10月向和平号空间站发生的进步M-15飞船上搭载的人造月亮,从空间站脱离后,飞船自转的离心力展开了一个直径达到了20米的薄膜镜面,照射到地面后产生了一个5千米宽的光斑,亮度大约相当于满月!但由于货运飞船环绕地球公转其速度达到了大约7.8千米/秒,因此几乎就是一闪而过!

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第一次人造月亮计划的成功无疑让俄罗斯信心倍增,雄心勃勃的俄罗斯计划在1999年执行的第二次人造月亮计划,它的直径达到了25米,在地面上将产生7千米的光斑,亮度大约在十个满月亮度左右,这个“人造月亮”同样安装在货运飞船(脱离空间站后将坠入大气层烧毁,用它做试验成本非常低廉)!

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空间站实拍人造月亮展开

但此次任务非常不顺,因为人造月亮必须有旋转离心力才能让其打开,当地面控制中心指挥飞船脱离空间站后,飞船打开姿态控制火箭开始旋转,但此时用于对接的通信天线突然展开,挂住了正在展开中的“人造月亮”反射面,和平号空间站上的宇航员眼睁睁看着镜面被撕裂!

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揪心的宇航员却无能为力,更可惜的是自第二次“人造月亮”计划后俄罗斯由于资金问题,再没有执行更庞大的第三次人造月亮计划,原计划俄罗斯将制造一个直径60-70米直径反射面的“人造月亮”,地面上将会有数十秒的时间看到一个比满月亮数十倍的光斑从太空缓缓飞过!

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BBC报道,中国人造月亮将于2020年发射

2018年10月20日,BBC中文刊发“幻想成真?中国拟2020年发射「人造月亮」代替路灯”的报道,描述未来的前景:两年后的夜晚,当你在中国成都抬头远眺,可能会看到夜空中悬挂着两个「月亮」。其内容大意如下:

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成都某科技公司将在2020年发射“人造月亮”,用来在夜间提供照明服务,在2020年发射第一颗“人造月亮”后,将在2022年底前发射另两颗人造月亮,以实现在同一地区的24小时不间断照明!

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光斑面积将达到3600到6400平方千米左右,光照强度大约是月光的8倍,接到也将不再需要路灯,据报道执行该计划的是创立于2017年的成都航天科工微电子系统研究院有限公司,其投资方来自中国航天三江集团、湖北航天技术研究院总体设计所、北京控制与电子技术研究所等。

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尽管这个计划的前景非常诱人,但在社交媒体上却引起了轩然大波,很多网友都留言:不干实事,净说些大话!还有网友则认为“当年的巴铁(一个宽体高架电车项目)还没实现,现在开始人造月亮了”,还有网友则是很担心这个“人造月亮”会让光污染加重,未来的天文观测将雪上加霜!

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果不其然,现在都已经是2021年,人造月亮连个影子都没有,这话可是说大了,不知道这腰有没有闪到,不过吃瓜群众倒是很关心,尽管这个计划未能实现,但从理论上来看,成都这个说大话不怕闪腰的计划到底有可能实现吗?

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理论上这个不下山的月亮有可能吗?

答案是有可能的,只是代价有点大,我们不妨来看看要完成如此计划,代价得有多大!

地球静止轨道是必须的

因为要让一个地方持续接收人造月亮的照射,那么这颗人造月亮的星下点必须静止不动,那么轨道就必须是位于赤道上方3.6万千米的静止轨道!当然倾斜同步轨道也是可以的,只是得随时调整反射面角度,这对薄如蝉翼的反射面来说还是有难度的!

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反射面积得有多大?

太阳的视星等为-26.74,月亮的视星等为−12.8,两者大约相差376,941.29倍,那么要在3600平方千米的面积上产生8倍月光的亮度,按100%反射计算,那么大约需要76,404.47平方米面积的反射薄膜,大概是多大呢?大约312米直径的一个反射面!

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看起来确实不太大,不过就300多米直径不是吗?但有一个致命的问题等着咱,TM-15号飞船上携带的人造月亮直径大约20米,面积大约300多平方,其光压产生的动力由于有飞船的质量之锚存在,因此根本不需要担心会被光吹跑!

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但一个7.6万平方米的人造月亮,却不得不考虑其光压,因为这个庞大面积的人造月亮有些类似太阳帆,其光压获得的推力将超过333牛顿,假如其全部质量按0.5吨计算,光压产生的加速度,最终能让它在200多天内到达火星!

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所以当“人造月亮”面积巨大时,它无法长时间停留在静止卫星轨道上,它会跑掉,而要让它停留在原地,则需要消耗额外的能量或者重新设计人造月亮的结构,使得成本急剧上升,因此用大把的钱来造一个华而不实的大玩具,实在是一个不明智的决定。

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延伸阅读:关于人造月亮

关于人造月亮的想法早已有之,最早是二十世纪初欧洲火箭之父赫尔曼·奥伯特的设想,但真正在纸面上的计划要算纳粹的面积达九平方公里的巨型凹面镜设想,用火箭拖曳到太空完成组合展开,聚焦摧毁地方城市的宏伟计划,很显然当时连发射到近地轨道的火箭都没有,更不要说展开实验了!

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此后则是俄罗斯的“人造月亮”以及后来被提出的“太阳帆”计划,尽管各国设想很多,但真正付诸实施并且获得成功的只有日本2010年5月21日发射的“伊卡洛斯计划”,这个对角线长达20米的四角形光帆,在太空测试时真正取得了推进效果!

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之后在前往金星六个月的航行中,加速和姿势控制的测试成功。2010年7月9日 JAXA 确定 IKAROS(伊卡洛斯) 是使用太阳帆进行了加速,7月23日宣布姿势控制成功!

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不过到现在为止,无论是“人造月亮”还是“太阳帆”都没有取得突破性的进展,我们想要在天上看到第二个月亮,显然还要等很久!

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