“太空之镜” 照明利器还是污染之源？
“自由号”空间站 (设计图)
“代达罗斯计划”火箭与土星五号火箭对比，可见其体型巨大（合成图）
红圈处为R-23航炮
“猎户座计划”用核弹的爆炸冲击发射（设计图）
近日，四川成都天府系统科学研究会称：该研究会参与构想的“人造月亮”有望在2022年初步实现——2020年首颗“人造月亮”将完成从发射、入轨、展开到照明的整体系统演示验证并发射，如果成功，将在2022年继续发射3颗“人造月亮”。“人造月亮”所产生的人为照明，带来的好处有什么，有什么隐忧？
好处一对同一地区不间断照射
记者近日从四川成都天府系统科学研究会获悉，该研究会参与的“人造月亮”构想有望在2022年初步实现——2020年首颗“人造月亮”将完成从发射、入轨、展开到照明的整体系统演示验证并发射，2022年3颗“人造月亮”将发射升空，并进行从展开到照明的整体系统演示验证实验。
天府新区系统科学研究会主任武春风说，我国的“人造月亮”准确表达是一种携带大型空间反射镜的人造空间照明卫星，预计部署在500公里以内的低地球轨道上，其光照强度最大将是现在月光的8倍。
按照相关研发计划，2020年“人造月亮”完成从发射、入轨、展开、照明到调控的整体验证工作后，2022年3颗“人造月亮”将在我国三大卫星发射基地选其一展开发射工作。“届时，这3面巨大的反射镜将等分360度的轨道平面，3颗‘月亮’交替运行可实现对同一地区24小时不间断照射，反射的太阳光可覆盖地表3600~6400平方公里的范围。”
好处二照明强度时长均可调整
武春风说，“人造月亮”的光线强度与照明时长均可做调整，照明精度可控制在几十米之内。虽然说“人造月亮”是月光的8倍亮度，但考虑到大气运动等因素影响，工作区的实际光照度大致相当于夏季的黄昏时刻。届时，人们能感受到的“人造月亮”光照度，为路灯光照度的五分之一左右。其可以做到“指哪打哪”“亮度可调”，不必担心“生物钟错乱”这种问题。
特别是在民用领域，“人造月亮”充分利用太阳光，与夜间的路灯照明形成互相补充，节约了大量基础设施用电消耗。在日照时间短的冬季，“人造月亮”提供照明，可起到适当让黎明提前、黄昏延长的作用。“以对成都50平方公里区域提供照射为例，每年可节约电费开支约12亿元。在地震等自然灾害导致的停电区域，也可以用‘人造月亮’空间照明实现舒缓恐慌、有光救援、便捷安置等。”武春风说。
疑虑一加剧光污染蔓延
自古以来，人类仰望星空发现并积累了许多重要的科学文化知识。但现在城乡的夜间照明导致夜空亮若白昼，光污染迅速蔓延，人眼无法看到需暗夜才能看到的夜空景象。
有专家表示，这个“人造月亮”的亮度可以达到“8倍月光亮度” ，而月球为视直径为0.5度的面光源，人造卫星近似为点光源，会更亮更刺眼。如此强的人造光源，必定会形成强烈的光污染。这种大气层外的强光源，在经过大气层的散射后，将会让星空黯淡失色，如今，因为光污染，许多天文台已经受到干扰甚至不再能使用，人类数千年来仰望、观测星空的机会正在消失。“人造月亮”无疑会加剧光污染的蔓延。
光污染同样对人类健康产生影响。人类进化的过程中已经习惯了白天和黑夜的更替，而人造光的增加意味着我们不再经历完全黑暗的环境。研究表明，过量的光照会对人类的健康造成许多负面影响，增加肥胖症、抑郁、睡眠紊乱、糖尿病等疾病的概率。
疑虑二或影响生态系统
几十亿年来，地球上的所有生命都依赖于日夜交替的规律变化，这一特性存在于所有动植物的基因中。然而，人为照明使得夜晚被照亮，日益严重的光污染严重干扰了夜间环境和生态系统。
众所周知，很多野生动物依赖于每天光明与黑暗循环的节奏，来支配自身的生命行为，例如繁殖、进食、睡眠以及躲避捕食者，甚至迁徙。
夜间迁徙或捕食的鸟类通过月光或者星光来导航。人工光源会导致它们偏离航线，向着危险的城市夜空飞行。每年有几百万的鸟类死于碰撞高楼或高塔，而这些建筑都有非必要的照明。候鸟依赖于四季合理更替的时空信息，而人工光源会导致它们迁徙过早或者过晚，错过了筑巢、捕食和其他活动的最佳环境条件。
许多昆虫都有趋光性，然而人工光源会成为致命的引导。昆虫数量的下降对以它们为食以及靠它们传粉的物种都有负面影响。有些捕猎者，比如以昆虫为食的动物，以及人类，将这种引导作为自己的优势加以利用，将食物链引向不可测的发展方向。
■深度
脑洞这么大！
那些疯狂的太空计划
纳粹的太空巨镜
代号：“太阳炮”
很少有人知道，早在20世纪30年代，纳粹德国就计划建造一款特殊的太空武器用于焚毁敌方的城市。它利用的不是巨大的动能，而是取之不尽用之不竭的太阳能。这种武器有一个极具科幻色彩的名字——“太阳炮”！最近，德国国家电视台揭开了那段尘封的往事。
德国当年想要建造的“太阳炮”本质上是一面巨型轨道镜，通过聚焦阳光的原理来灼烧地球上的目标。德军希望这种武器能对敌方大城市造成致命打击，或者将一定区域内的地表、海洋温度急剧提高，以此来杀伤敌军。
建造“太阳炮”先要发射携带特质缆绳的无人火箭。当火箭到达预定太空轨道后，会自动释放所携带的缆绳。然后，宇航员利用缆绳作为地基，像蜘蛛结网一样，将相关组件装配成一个巨大的镜阵，每个组件都含有一个由钠箔制成的可活动镜片。巨型镜子将安装在由纳粹太空人操纵的空间站上，依靠空间站上独特的工具制氧，靠太阳能发电机提供电力，空间站上甚至还有提供油炸食品的自助餐厅和娱乐室。
虽然当时的纳粹工程师们设计出了此工程需要的所有步骤，但想要实现将凹面镜发射到太空中需要的火箭技术还不够成熟，德国耗费大量资源仅仅开发出载弹量1吨的V-2弹道导弹，靠它来发射必须部署至高层轨道的太阳炮最终成为痴人说梦。
超级巨型空间站代号：“自由号”
在上世纪80年代后期，美国正忙着制定一项大胆的计划，建造一座名为“自由号”的巨型、永久性、超未来的空间站，其中包括太空港、多功能实验室、生活区、天文台等等。
1985年10月美国宇航局（NASA)提出空间站采用双龙骨的大型桁架结构方案，即横向梁长达151 米，纵向的构架长110米，由4个增压舱、4个资源接头、4个自由飞行平台、2个后勤舱、1个轨道转移飞行器以及移动或遥控服务中心等组成。各组件都需依靠航天飞机送入轨道进行安装，但是“挑战者号”事故后，发射共需34架次，总费用约需160亿美元，超过预算（80亿美元）的一倍。
1986年美国政府对上述方案进行审查，认为规模过大只同意建造一座小规模单龙骨方案，主横梁长为151米，利用24架次航天飞机安装，建成后，可容纳8名航天员，总研制费用122亿美元。这个方案也未被美国国会通过。
由于预算以及冷战结束，这项超级工程最终也被搁置——1993年初，由于空间站计划的费用再度出现超支，美国总统克林顿下令给NASA，要求在限定的经费条件下，重新设计“自由号”空间站计划，最后方案包括一个小型的美国实验舱，一个欧洲增压舱和一个日本实验舱……最终极端简化版本成了今天的国际空间站。
苏联卫星歼击机代号：“宇宙”
苏联把人类第一名宇航员送上太空后，军用载人空间站计划就开始了。为与美国在将来的近地轨道冲突中占据上风，苏联的办法简单而粗暴——给空间站装上大炮。苏联将图-22轰炸机的尾炮R-23型航炮装在了“金刚石”系列军用空间站。唯一实弹射击的空间站就是1974年发射的“礼炮3号”空间站，“金刚石”系列军用空间站会以民用“礼炮”系列代号作为掩护，上面装有完备的军用侦察设施和自卫武器。其配备的R-23航炮在太空中进行过三次无人试射，总共发射了20发炮弹，也算是为太空鸣响了“礼炮”吧。
而美国的“星球大战计划”出炉后，苏联兴趣十足，还专门设计了装备有二氧化碳激光武器的无人轨道平台，只不过这个80吨重的武器平台最终没能准确入轨。在反卫星领域，苏联的解决方案是卫星歼击机，最为著名的当属“宇宙”系列。“宇宙”系列卫星歼击机搭载大功率运载火箭进入预定轨道，通过轨道机动实施变轨飞行接近目标，在距离美国卫星一定范围内引爆战斗部。1972年苏联国土防空军正式装备了该系列卫星歼击机系统。
从木星收集核燃料
代号：“代达罗斯计划”
英国星际学会在上世纪70年代提出雄心勃勃的“代达罗斯计划”：为了在50年内飞抵6光年之外的太阳系近邻——巴纳德星，计划将依靠核聚变而不是化学燃料火箭。作为一种两级火箭，这将使飞船加速到光速的12%。使用氘和氦-3组成核聚变燃料的内部发动机产生源源不断的动力。
不过，当时有不少科学家认为执着于受控核聚变是没有意义的，完全可以用不完全受控的核聚变来作为动力，后者在很多科幻小说和电影中都有涉及。
最终确定的方案：探测飞船的质量为5.4万吨，其中推进装置重量是5万吨，预计经过持续4年的加速后，可以达到光速的1/8。为了收集这段50年的星际旅行中所需的5万吨燃料，该计划欲利用热气球从木星的大气中收集氦-3。氦-3也可以从月球表面开采（地球上的氦-3储量稀少，月球上则比较丰富）。这艘太空飞船本身的建造也需要开发出新材料，要能够耐得住从1600 K（约1300摄氏度）到几乎绝对零度的一系列温度变化。
当然，由于资金、技术实在达不到计划要求，该方案最终胎死腹中。
引爆核弹去火星代号：“猎户座计划”
“猎户座计划”最早由美国发起于1958年，当时正是冷战早期、美苏刚开始太空争霸。“猎户座计划”正是在这种背景下发起的，美国科学家计划造一艘像远洋巨轮般庞大的飞船，并用数千枚小型核弹做动力，将这艘至少可以乘载40名宇航员的飞船送往火星、木星或土星。
根据计划，“猎户座”飞船只需125天就能往返火星，飞船上可以携带100吨设备和食品，如果换成常规的火箭推进飞船，这简直是不可能的事。在美国科学家的最初计划中，“猎户座”飞船将在1970年载着宇航员抵达土星。
飞船会携带20000枚小型核弹，当飞船需要动力时，宇航员就从船尾释放出一颗核弹，核弹将在飞船后面爆炸，冲击波撞击飞船尾部巨大的金属推进盘，从而推动飞船高速行驶
计划中“猎户座”飞船将从美国内华达州被发射升空，整个飞船有60层楼高，外形有点像颗子弹头，飞船尾部的推进盘直径将达41米，当飞船被发射升空后，其尾部每隔10秒钟就要爆炸一颗相当于2万吨TNT能量的小型原子弹。1963年8月，“猎户座计划”遭受重大打击：美国、英国和苏联签署了禁止大气层核试验的条约。“猎户座”就当前的国际法而言是违法的。1965年，美国空军要求NASA一起投资“猎户座计划”，NASA却以资金已全部投入“阿波罗计划”为由加以拒绝，美国空军随即宣布终结对“猎户座计划”所有投资，历时7年之久的“猎户座计划”正式死亡。
本版文字综合新华社、中新、《科技日报》报道
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