"举头望明月,低头思故乡”,月亮在古人看来遥不可及,除了在夜晚施与微弱光亮外,似乎没其他作用;但是随着科学的发展,科学家发现月亮的存在,对人类有着特殊的意义。
形成海洋潮汐
月球直径3476公里,质量是地球的81分之一,对地球最直接的影响就是潮汐作用,地球表面积的71%被海洋覆盖,海平面出现周期性的运动叫做潮汐;直到十七世纪牛顿建立万有引力,科学家才解开了潮汐之谜,原因是月球和太阳的引力引起的,其中月球引力的影响最大。
潮汐的存在,让地球海洋中的能量(尤其是吸收的太阳辐射)流动速度加快,也让海洋中生态系统的物质交换更为频繁,有利于海洋生态系统的成长。
减慢地球的自转速度
由于月球对地球的潮汐作用,海洋隆起部分与地球存在相对运动,以此产生内摩擦消耗了地球的自转动能,直接的影响就是降低了地球的自转速度。
目前,地球自转周期大约每10万年增加1秒,在十亿年前地球上一天是17个小时,现在是23小时56分,未来地球的自转速度会越来越慢,直到被太阳潮汐锁定为止,也可能等不到那天太阳系就毁灭了。
稳定地轴
地球在自转过程中存在进动现象,也就是说地轴本身并不稳定,地轴也会存在一个周期性的变化,这个变化会周期性地改变南北回归线的位置。而月球距离地球38万公里,月球的存在让地月系统的角动量更大,直接的影响就是减弱了地球的进动影响,使得地轴更加稳定。
其中的物理原理,我们用一个简单例子就可以说明:你原地转圈时,把双手抱在胸前容易失去平衡,但是当你把双手伸开后,原地转圈更加稳定,不容易摔倒。
地轴的稳定有利于气候的稳定,这是地球上生命进化的重要保证,否则每过几千年出现一次气候大变化,那么对动植物来说是毁灭性的灾害。
历法制定
以地球公转制定的历法叫做阳历,以月球公转制定的历法叫做阴历,综合两者规律制定的历法叫做阴阳历,我们使用的农历就属于阴阳历,兼具阴历和阳历的优点。
月球绕地球一圈需要27.32天,由于地球本身存在公转,使得月相变化要滞后一点,月相的变化周期为29.53天,所以在阴历中一个月有29天和30天,就是根据月相变化制定的。月相的变化,则影响了天文观测和潮汐变化等等。
太空跳板
人类对太空的探索是循环渐进的,距离地球最近的行星是金星,金星表面环境恶劣,平均温度高达450℃,而且常年下着浓酸雨;火星虽然是一个适合人类移民的星球,但是现阶段对人类来说火星距离太远,探索成本很高。
月球引力只有地球的六分之一,这对飞船的降落和起飞都是非常有利的,所以人类移民的第一步,必然是把月球作为第一个太空跳板。
氦-3资源
可控核聚变是人类的终极能源,而氦-3作为清洁核聚变材料,是人类梦寐以求能源材料;在地球上,全世界的氦-3资源加起来不过半吨,这使得氦-3非常昂贵。
而在月球上,由于月球没有大气层和磁场,这使得太阳风能直达月球表面,经过几十亿年的太阳风吹拂,在月球表面积累的氦-3保守估计有100万吨以上,所以月球上的氦-3,必定成为未来人类的重要能源。
经过30多年的空间探索,齐奥尔科夫斯基的预言得到了证实:“人类不会永远停留在地球。”为了把人类的活动舞台扩展到其他星球,为了利用空间并造福人类,月球必然是人类注目的第一个星球,研究、开发月球对人类有很多好处?月球上有丰富的矿产。航天员登月时,已经发现月球上有极大储量钛及其他矿产。利用月球矿产,可以非常便宜地制造航天飞行器硬件,而且从月球发射物体要比从地球发射容易许多,因为月球引力远比地球引力小,又无空气,航天器离月球无须克服空气阻力。例如,从月球发射一个同高度近地轨道的有效载荷所需总能量比在地球上发射同样重量所需能量小20~30倍;又如航天飞机的载荷只占整个发射重量的1.5%,如果用同样的运载工具从月球发射,其有效载荷可占总发射质量50%。一旦月球获得开发,月球能作为人类飞往其他行星的理想基地。
若在太阳系内建立大型太空站,或太空居民点,开发月球资源以供需求是最经济的途径。有许多人预言,去太空居住和生产是人类活动的下一个主领域。当太空侨居区出现时,不可能再依赖地球上的经济支持和物资供应,而必须建造空间生产基地,利用地球以外资源发展工业,月球是提供这种资源的宝库。阿波罗登月探险还发现,月球上的岩石含有氧化物。以这种形态存在的氧元素被还原出来后,可以供给月球上的居民利用,这就为在月球上建立基地和居民点,提供了氧源。月球上无空气,其重力也不大,仅为地球的1/6,又是发展月球工业的极好场所。可以利用月球的资源就地加工生产各种材料和设备,以支持空间站和太空工厂的建设。
从天文学角度考虑,地球日益严重的污染,影响天文观测。月球背面提供了最佳天文观测位置,因为那里总是背离地球,可以完全隔开上述干扰。在月球上还可以进行月球和行星科学、天文学、物理学、化学、生命科学等多种科学研究。研究月球也是唯一的揭开早期地球史奥秘的关键,这方面的知识不仅有科学意义,而且有实际的重要性。例如,在研究矿物构造过程中,高度真空和微重力因素使得有可能在物理学、化学、生物学和其他科学进行唯一性实验。
综上所述,月球对人类的未来有重大意义。当然,要在月球创建居住地和基地,还有许多问题和困难需要解决,并且要大量投资。但开创空间时代30余年的成功使人们确信,月球注定会成为人类活动的地方,随着空间技术的改进以及在空间制造硬件便宜,投资也不会太大;如果进行国际合作,每个国家分担的费用更不会高。科学家预言,在下一到二个世纪,月球基地必将成为人类生存和发展的新疆域。
晚上有反光,潮汐。
没有月球,就没有人类。