天文科普:宇航員徒步環(huán)游月球一周要多長(zhǎng)時(shí)間呢
來(lái)源:新浪科技
發(fā)布時(shí)間:2021-07-06
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  舉頭望明月,明月何其小。但假如你登上一艘宇宙飛船,穿上太空服,踏上史詩(shī)般的月球徒步之旅,你猜環(huán)游月球一周,需要多久?答案取決于多種因素,包括你的行走速度,每天行走的路程,以及規(guī)避危險(xiǎn)地形不得不繞的彎路。總的來(lái)說(shuō),環(huán)游月球一周大約需要一年以上的時(shí)間。但實(shí)際上,在這個(gè)過(guò)程中,還有很多挑戰(zhàn)需要克服。

  根據(jù)NASA的說(shuō)法,到目前為止,一共有12個(gè)人踏足月球表面,所有這些人都是1969年到1972年之間參與阿波羅任務(wù)的宇航員。發(fā)回地球的影像記錄告訴我們,在月球的低重力環(huán)境下——大約是地球重力的六分之一,行走(更準(zhǔn)確地來(lái)說(shuō)是跳躍前進(jìn))是一件極其困難(且十分有趣)的事情。

  但是,NASA之后的研究表明,人類(lèi)在月球上的行進(jìn)速度可以比阿波羅宇航員的更快。理論上來(lái)說(shuō),徒步繞月球一周的時(shí)間可能要比先前預(yù)期的更短。

  加快步伐

  根據(jù)NASA的數(shù)據(jù),在執(zhí)行阿波羅任務(wù)期間,宇航員以每小時(shí)2.2千米的速度在月球表面漫不經(jīng)心地跳躍行走。速度這么慢,主要是因?yàn)樗麄兩砩洗┲直恐氐募訅禾辗?。?dāng)時(shí),人們?cè)谠O(shè)計(jì)這種太空服的時(shí)候,并未對(duì)移動(dòng)的靈活性加以考慮。但如果“月球漫步者”穿上更為輕便的太空服的話,他們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)活動(dòng)起來(lái)要容易許多,因此可以加快行走的步伐。

  2014年,NASA在《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志》發(fā)表的一項(xiàng)研究,測(cè)試了人類(lèi)在模擬月球重力下行走與奔跑的速度。為此,研究團(tuán)隊(duì)找來(lái)八名參與者(其中三名是宇航員),讓他們?cè)贒C-9飛機(jī)上的跑步機(jī)上行走奔跑。在此期間,飛機(jī)在地球上以特殊拋物線軌跡飛行時(shí)可以模擬月球的重力,每次歷時(shí)大約20秒。

  實(shí)驗(yàn)表明,參與者在奔跑前,最快的步行速度可以達(dá)到每小時(shí)5千米。這不僅是阿波羅宇航員步行速度的兩倍以上,而且也較為接近我們?cè)诘厍蛏系钠骄羁觳叫兴俣?,即每小時(shí)7.2千米。

  參與者可以這么快地行走是因?yàn)樗麄兛梢宰杂傻財(cái)[動(dòng)雙臂,就像我們?cè)诘厍蛏献呗芬粯?。這種擺動(dòng)可以產(chǎn)生向下的力,進(jìn)而部分抵消重力的缺失。而阿波羅宇航員則因?yàn)榇┲恐氐奶辗?,沒(méi)有辦法擺動(dòng)雙臂,使得他們行動(dòng)遲緩。

  若以這個(gè)新的最大假設(shè)速度計(jì)算,我們只需要91天就可以走完月球一周,全長(zhǎng)10921千米。相比之下,地球赤道周長(zhǎng)40074千米,以相同的速度,不間斷地走完地球一周(比如,不吃不喝不睡)大概需要334天。不過(guò)由于海洋的存在,實(shí)際上我們根本沒(méi)辦法徒步環(huán)游地球。

  當(dāng)然,沒(méi)有人可以連續(xù)不停地走上91天。所以,繞月徒步一周的實(shí)際時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)一些。

  規(guī)劃路線

  月球上的徒步旅行也面臨各種各樣的挑戰(zhàn)。歐洲航天局的科學(xué)顧問(wèn)艾丹·考利說(shuō):“從邏輯上來(lái)講,我覺(jué)得這是可行的。但是,這個(gè)任務(wù)比較奇怪,以至于不一定有人會(huì)真的去嘗試?!?/p>

  月球徒步旅行的挑戰(zhàn)之一是攜帶補(bǔ)給物資,比如水、食物和氧氣。

  考利說(shuō):“我覺(jué)得用背包裝這些東西可能不太現(xiàn)實(shí),因?yàn)樘亓耍呐略虑蛏系闹亓χ挥械厍虻牧种??!?/p>

  所以,考利說(shuō),你需要一輛后勤車(chē)。然后,這輛后勤車(chē)還可以兼做庇護(hù)所。他說(shuō):“許多太空機(jī)構(gòu)都在考慮使用加壓漫游車(chē)的可能性,它可以在宇航員執(zhí)行探索任務(wù)的時(shí)候提供支援,有點(diǎn)類(lèi)似于移動(dòng)式微型基地。晚上你可以住進(jìn)后勤車(chē)?yán)?,補(bǔ)充能量,等到白天再出來(lái)繼續(xù)走路?!?/p>

  月球冒險(xiǎn)者當(dāng)然也需要一套太空服,這套太空服的設(shè)計(jì)將務(wù)求最大的運(yùn)動(dòng)靈活性。考利解釋說(shuō),當(dāng)前的太空服在設(shè)計(jì)制作時(shí),仍沒(méi)有考慮太多的運(yùn)動(dòng)性,但也確實(shí)有一些機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)合身的太空服,可以讓穿戴者的手臂自由擺動(dòng),從而在月球上正常行走。

  接著,月球上坑坑洼洼的地形,也意味著想要尋找一條合適的路線會(huì)很麻煩,特別是有些隕石坑可能深達(dá)數(shù)英里??祭f(shuō):“遇到隕石坑,你最好還是繞路走,太危險(xiǎn)了?!?/p>

  規(guī)劃路線時(shí),光照和溫度也是需要考慮的因素。考利說(shuō):“月球赤道附近,在白天的時(shí)候,溫度大約是100攝氏度。等到了晚上,溫度驟降至零下180攝氏度。”

  月相更意味著在有些日子里,可能整日整夜見(jiàn)不到多少陽(yáng)光,以及至少有一半的旅程只能在一片漆黑中進(jìn)行。經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的太空服或許可以在這樣的極端溫度下給予你保護(hù),后勤車(chē)當(dāng)然也可以提供保護(hù)。然而,溫度也可能會(huì)改變?cè)虑蚋⊥恋臓顟B(tài),這是一層覆蓋在月球堅(jiān)實(shí)基巖表面的灰色細(xì)土壤??祭f(shuō),浮土狀態(tài)的變化,也會(huì)影響你行走的速度。

  但是,更危險(xiǎn)的或許是輻射。不像我們的地球,月球上沒(méi)有磁場(chǎng)可以阻擋輻射。考利說(shuō):“如果當(dāng)時(shí)沒(méi)有發(fā)生主要的太陽(yáng)活動(dòng),那情況可能還算好的。但是一旦發(fā)生太陽(yáng)耀斑或日冕物質(zhì)拋射時(shí),你會(huì)暴露在高輻射之下,這會(huì)嚴(yán)重威脅你的健康。”(根據(jù)NASA的說(shuō)法,太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射均為釋放大量能量粒子和磁性粒子,但釋放的粒子類(lèi)型、事件持續(xù)的時(shí)間以及輻射在太空中穿越的方式都有所不同。)

  由于你的肌肉和心血管系統(tǒng)需要在低重力環(huán)境下運(yùn)動(dòng),這類(lèi)任務(wù)對(duì)耐力訓(xùn)練也有極高要求??祭f(shuō):“你可能需要派一名具有超馬拉松體能水平的宇航員去完成這項(xiàng)任務(wù)?!?/p>

  最后,考利表示,一個(gè)人在一天當(dāng)中能夠以最快速度行走的時(shí)間可能也就三到四個(gè)小時(shí)。所以,假如一個(gè)人每天以每小時(shí)5千米的速度行走四小時(shí),同時(shí)假設(shè)他的行走路線也沒(méi)有受到隕石坑的太多干擾,并且他也解決了溫度變化和輻射的挑戰(zhàn),那么他環(huán)游月球一周仍然大概需要547天,將近一年半的時(shí)間。

  然而,考利說(shuō),人類(lèi)至少要等到本世紀(jì)三十年代末或四十年代初,才有可能擁有完成這項(xiàng)壯舉的技術(shù)或設(shè)備?!皼](méi)有哪個(gè)太空機(jī)構(gòu)會(huì)支持這樣的任務(wù)。但是,也許某個(gè)異想天開(kāi)的億萬(wàn)富翁會(huì)想嘗試一下,并付諸實(shí)踐。”(勻琳)

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