歐陽自遠:假如只有萬分之一的月球太陽能傳輸到地球,人類能源就足夠了

由中國企業改革與發展研究會、本站財經、本站財經智庫聯合主辦的2024本站經濟學家年會於11月在北京舉行,本屆論壇的主題是《拓新絲路 智造繁榮》,本站傳媒科技研究院提供戰略支持。

中國科學院院士、中國探月工程首任首席科學家歐陽自遠在會上作了《天體開發利用的前景》的主題演講,他進了三個方面的話題:

第一, 月球能源的開發利用前景與實施方案。月球最最重要的能源就是太陽能,每年到達月球範圍內的太陽光輻射能量大約爲12萬億幹瓦,相當於目前地球上一年人工所產生總能量的25000倍左右。假如能利用月球的太陽能,只有萬分之一的太陽能傳輸到地球上,人類任何能源都不需要了,足夠用了,而且還有大量剩餘。

歐陽自遠:只要月球萬分之一的太陽能 人類就能徹底告別能源危機(來源:C位觀察)

另外,月球上有諸多稀缺資源,氦-3資源可以用來發電,稀土元素比全世界總量都要高,還有就是月球具有重大的軍事戰略地位,是當代太空戰的制高點。

第二,小行星的開發利用前景。現在大家都在尋找能不能找到一個小行星開發利用的價值很高。美國找到了一顆小行星,直徑有241公里,這個小行星原來是有石頭在外面的,後來又被別的行星撞掉了,露出核心部分,有非常多的鐵、鎳、黃金、白金和銅,假如把這個小行星挪到地球附近來開發,它的產值相當於地球上全人類產值的10倍。

第三,如何將火星建設成人類第二個棲息地?當前火星是不適合於人類居住的,能不能改造它?火星有春夏秋冬的變化,跟地球非常相似,太陽系唯一可能改造的就是火星,但它離太陽太遠,比地球冷多了,需要增加大氣的濃度,逐步建立火星的農牧業,建設人類的生活基礎設施,再進行火星移民。但經過科學家的計算,假如火星改造好了,完全宜居,大概得至少半個世紀。

以下爲演講實錄:

我的題目講得是“天體開發利用的前景”,也是我們現在能夠做到的,比如說第一,月球就是我們的衛星;第二,太陽系空間有很多小行星,它有什麼樣的開發利用前景?第三,我們隔壁的火星是八大行星之一,怎麼改造它才能讓我們人類有兩個棲息地?即使毀掉一個,我們還能夠保存人類的文明。

首先,我向大家介紹一下關於月球開發利用的前景,它將支撐人類社會永續發展的需要,在支持人類命運共同體的健康、幸福進展中月球將發揮巨大的作用。

月球的開發利用,特別是能源,最最重要的能源就是太陽能,它有非常豐富而穩定的太陽能,月球表面沒有風、沒有雨、沒有云、沒有霧、沒有任何空氣,超高真空,基本上它的空氣是等於0,到月球上一定要穿宇航服,不穿宇航服馬上就死,因爲沒有氧氣可呼吸的。對於這麼惡劣的環境,太陽直照月球表面,月球的能源有一種非常有價值的就是太陽能,月球的太陽能究竟有多大呢?月球有自轉,它轉一圈是1個月,太陽只能照到半圈,但永遠都有太陽照着,而且太陽很穩的,它的太陽能大約是12萬億千瓦,相當於地球一年人工所產生總的能量的25000倍左右。

假如能利用月球的太陽能,一定能夠創造一個巨大奇蹟,假如只有萬分之一的太陽能傳輸到地球上,人類任何能源都不需要了,而且又是清潔的能源,有些人就建議在月球赤道上讓機器人修築一條太陽能發電板,用月球的土壤讓機器人制作,寬400公里,長11000公里,假如這個能做好,月球永遠有半根腰帶被太陽照着,這樣可以長期持續地得到巨大的能源,再通過激光或微波把這些能源從月球發回地球,地球一接收,就什麼能源都不需要了,足夠了,而且還有大量剩餘。

另外,中國的月球探測、包括火星探測,總體上有一個要求,我們都要設計它的科學目標,嫦娥一號做了一件事情,我們測定月球土壤中有多少氦-3資源,現在的發電已進展到用原子彈原理,就是核電站,經常造成污染,而且對於地球的影響也比較大。

用氫彈爆炸的原理,氫彈產生的氘和氚進行原料,氘是海水裡面提取的,氚在地球上比較少,用這個辦法來發電的話,放出一個重子有一些放射性,但比核電站要安全多了,現在這種做法叫“人造小太陽”,世界上各個國家都在做,我們中國也有很快的進展,大家都認爲大概10年以後,這種發電形式一定能夠實現,因爲現在輸入的能量已經要比輸出的能量小多了。

有俄羅斯的首席科學家問我,你怎麼想到做這麼一個事?我說這是人類未來能源一個重要方向。既然月球上有這種資源,能不能替代氚,它是叫氦-3,週期表第二個元素,它要求的溫度更高,聚變的條件更高,我們做出來的大約是有110萬噸氦-3,中國一年用8噸,俄羅斯一年用4噸,全世界的用量一年100噸,現在月球上有110萬噸,至少可以解決整個地球1萬年能源的需求,這是第二種能源。

月球資源非常豐富,尤其是稀土有225-450億噸,鈾也有50億噸,稀土元素比全世界總量都要高,而且比較集中、容易開採,另外,月球的玄武岩裡面含有鈦鐵礦,但科學家們對這個不太感興趣在哪?因爲在月球上採礦、提煉,要比地球的成本高多了,划不來,現在擱置了。

“嫦娥之父”歐陽自遠談月球: 神秘資源可供人類用萬年(來源:C位觀察)

另外還有一個,就是月球具有重大的軍事戰略地位,是當代太空戰的制高點。上世紀60年代的時候,當時美國總統肯尼迪說過:“誰控制了太空,誰就控制了地球”,現在他們提出:“誰控制了月球,誰就控制了環地球太空……”,他們用光速只要1.3秒就可以立即摧毀地球和地球空間的各種軍事設施,而你卻打不到他,因爲他在月球上。

另外,月球有特殊的環境,它表面沒有大氣、光禿禿的,白天溫度一百多度,晚上幾乎接近-200度,溫差近300度。然而月球又有一個好處,表面環境很惡劣,但是沒有磁場,因爲它已經死了,內部沒有能量,所有天體都像人一樣,有它的誕生、幼年時期,有它的成長、死亡,大家認爲月球是30億年以前就死了,後來我們嫦娥五號推翻了這個觀點,我們得到的證據大約是20億年月球才真正消耗了全部的能量,月球現在只剩下一個軀殼,自己在轉,同時也繞着地球轉。

“嫦娥之父”歐陽自遠:月球已死!(來源:C位觀察)

月球上沒有磁場,地質構造又穩定,再也沒有月震,而且重力比較低,只有地球的六分之一,是高潔淨環境,那麼月球的環境究竟有什麼意義呢?這個是可以設置一些天文觀測,觀測銀河系、監測地球環境,它還可以預報地球環境的一些重大變化;另外,在月球這種極端環境下,可以生產特殊材料,或者提煉特殊金屬,還有生物製品、藥品。

月球將成爲人類去太陽系的一個非常好的轉運站,因爲它的重力只有地球的六分之一,耗費的能源相當於三分之一的地球能源。你要去火星,不要從地球上直接去了,從月球上去可以節省了很多燃料,也比較安全;從地球上直飛,火箭非常大,需要的推力也很大,1億多公里,按照我們的速度大概是飛行7個月左右。

第二就是小行星,我們的太陽系有兩個帶,一個是小行星帶,一個是柯伊伯帶。這裡面有很多小行星,它們有時候會撞上了地球,但月球在前面擋住了,所以月球表面有幾百萬個撞擊坑,全是小天體撞的。6500萬年以前,小行星撞擊地球,結果導致地球上的恐龍和一百多萬個物種全部滅絕了,是一次巨大的生物滅絕事件。

小行星以後還撞不撞呢?我們人類有沒有辦法抵禦這種撞擊,確保地球以及其他天體的安全呢?這是美國剛做的一個試驗,叫DART撞擊小行星計劃,他們看到兩顆小行星朝地球方向走來,特意拿探測器撞擊它外面小一點的行星,讓它脫離原來的軌道,當然我們可以計算出來它挨撞以後,可能撞地球,結果它越撞離得越遠,所以人類還是有辦法來保護地球的安全,這也是一個目標。

美國找到了一顆小行星,直徑有241公里,這個小行星原來是有石頭在外面的,後來又被別的行星撞掉了,露出核心部分,有非常多的鐵、鎳、黃金、白金和銅,假如把這個小行星挪到地球附近來開發,它的產值相當於地球上全人類產值的10倍,但現在在爭吵,爲什麼?因爲這個小行星是全人類的財產,美國自己抓回來就算美國的了?這個不行的,現在正在爭論這個問題。

小行星撞地球怎麼辦?歐陽自遠:我們真應該感謝月亮!(來源:C位觀察)

第三,火星移民——建設人類第二個棲息地。太陽系裡面一共八個行星,按照靠近太陽的排下來,水星、金星、地球、火星,然後木星、土星、天王星、海王星,這八個行星,現在我們的地球因爲各種內因或是外因,還是處於比較危險的境地,人類還是有很多不安全的地方。全世界的科學家商量,能不能在八個行星裡面改造一個讓人類可以居住,火星最合適,因爲它就在地球的外面,比地球小多了。

當前火星是不適合於人類居住的,能不能改造它?火星也是歪的,我們地球歪了23度半,火星歪了23.98度,也會有春夏秋冬的變化,跟地球非常相似,人類對火星的探測已經進行了56次,有40次是成功的,成功率大概71%左右。

我們現在主要探測火星地形地貌、土壤、地下水分佈,重點地區進行詳查,另外,探測火星的空間、磁場,全面瞭解它,中國準備2030年着陸火星,採樣返回。另外,我們還要去探測木星、行星及空間的穿越探測,以現在人類的能力,月球探測是起點,火星探測是重點,小行星探測是熱點,太陽系的行星系之間穿越探測是最大的亮點,現在人類正在逐步地開展這些工作。

我們能不能把火星建設改造成爲第二個地球?也開過很多次國際會議,人類一定要有另外一個棲息地,唯一可能改造的就是火星,改造火星的科學技術問題大家提出來,首先你要提高火星表面的溫度,因爲它離太陽太遠了,比地球冷多了,不適合於人類生存;一定要增加大氣的濃度,大氣主要是二氧化碳,只有1%個大氣壓,太稀薄了,要加厚它的濃度;還要重新在火星表面建立適合於人類的生態環境;另外,逐步建立火星的農牧業,逐漸讓副食產品自給,建設能源和原材料工業設施,建設人類的生活基礎設施,再進行火星移民,這樣搞下來要幾十年的工夫,馬斯克很有意見,他說你們科學家太墨跡了,不如在火星上炸1萬顆氫彈,讓火星表面溫度提高,兩極冰川就溶化了,這樣就可以更好地來利用火星,他願意投頭一批去火星移民。

歐陽自遠給馬斯克的建議:從月球上去火星更安全(來源:C位觀察)

經過科學家的計算,假如火星改造好了,完全在宜居帶,跟地球一樣,有人說大概得一個世紀,也有人說半個世紀足夠了,將這個平級的行星改造成一個擁有蔚藍色天空、綠色平原、藍色湖泊,生態環境友好的新世界,這樣地球-火星將成爲人類社會持續發展的姐妹共同體,這是人類現在要做的事情。

歐陽自遠喊話馬斯克:別嫌科學家墨跡 移民火星得慢慢來(來源:C位觀察)