科技闻道:怎样在月球上建一栋高楼大厦?-搜狐

　　出品：科普中国

　　制作：寒木钓萌

　　监制：中国科学院计算机网络信息中心

　　这事儿我已经思考好几年了，不骗你，今天豁出去了，准备不吐不快，你们别拦着我。

　　万事能源先

　　搞建筑离不开能源，其实搞什么都离不开能源。放眼全宇宙，能源到哪儿都是硬通货。

　　地球上有煤和石油，一烧就有。而月球，鸟粪也看不见一坨。

　　不过还好，有太阳能。宇宙在上，月球和地球在这一点上至少是公平的。

　　在太阳面前，如果说地球是穿着一件白色羽绒服的话，那月球这家伙就是赤裸的

　　赤裸好，我就想要这种赤裸。月球上白天长达14个地球日，阳光直射的地方，据说温度最高可达150摄氏度，这是一个院士说的，如果有误你去找他。总之，月球上这种高温别说煮鸡蛋，爆炒猪肝我看也是可以的。

　　充足的太阳能有了，如果你认为下一步我要发电，那就错了。这几年我也不是白思考的。

　　那下一步干什么？

　　冶炼钢铁？完全不需要，地球上的高大建筑无不使用钢筋混泥土，但在月球上，一根钢筋也不需要。

　　月球上的重力只是地球重力的六分之一，这只是一方面。更重要的是，月球上没有强烈的月震，数亿年来都很温和，也没有台风和倾盆大雨，所以，把高楼建得可防8级地震也不是不可以，但是完全没必要。

　　再说了，别说一栋大楼，就是月球上的一个脚印也能完好的保存数千万年，所以，500年内，基本上除了你自己，还有阳光，不会有别的因素来破坏你的建筑物。

　　人类在月球上留下的第一个脚印

　　说起这脚印，我也垂涎已久，若是这地方的所有权被我搞到手，我第一步就是围着它建一个博物馆，以后那些见什么都好奇的地球人来到月球时，这必然会是一个热门景点，门票便宜一些，5个月球币就行。

　　言归正传，既然不用钢筋，那就只能单纯地用水泥了。可是水泥这东西，使用时还得加大量的水，而水在月球上比黄金还要昂贵10倍以上。那么，用什么？

　　取之不尽的建筑材料

　　阿波罗17号行动计划中，收集的月壤样品

　　在月球这46亿年的历史中，早期的火山喷发，还有陨石撞击，以及持续不断的高低温变换，形成了月球表面独特的月貌。

　　月球上的微陨石长驱直入，它们撞击月球时，时速最高可达30千米每秒，这种撞击会产生大量的热并融化月壤，凝结后变成微小的玻璃状物质。

　　半个月100多摄氏度高温，半个月又是零下180摄氏度的低温，热胀冷缩导致月壤的颗粒很细很细，颗粒直径在5微米到15微米之间，应该比水泥还要好使。

　　整个月球表面，月海中的月壤厚度为4到5米，而在高原地区，月壤厚度在10到15米左右。

　　总之一句话就是，月壤这种建筑材料是取之不尽，用之不竭的。

　　现在，能源有了，建筑材料也选好了，下一个问题是怎么建。为此，咱们得借用一点来自地球上黑科技。

　　聚焦型太阳能发电塔

　　聚焦型太阳能热发电塔

　　上图这个像灯塔，却比灯塔亮得多的建筑就是聚焦型太阳能热发电塔。其原理很简单，就和传说中的阿基米德忽悠一大群妇女老幼各抱一块镜子，把阳光反射到敌船上一样。

　　图为位于美国拉斯维加斯西北的新月沙丘太阳能电站

　　2014年12月，新月沙丘太阳能电站完工现场，2015年9月并网发电。在无人的荒漠搞这种发电场，这也是对地球的有效利用

　　保守人士见到这种发电设备，第一个反应就是眉头一皱，并问，单位电价是多少，跟煤电相比，合算吗？如果我家用这种电，能省下多少电费？

　　以上问题我们先放一边，我只想说：作为一个男子，你不觉得这很好玩吗？那么多镜子呀！

　　不扯这些了。现在，咱们仔细看看，这种发电塔是怎么发电的。

　　光塔电站使用的一个技术是，太阳光跟踪系统，数千甚至上万面镜子随时根据阳光的角度，实时地调整自己的角度并确保能把阳光反射到塔上。这种技术在过去的过去是难以实现的，但目前已逐渐走向成熟

　　有了热以后，可以将水加热成高热水蒸气，继而带动涡轮机发电

　　另一种方式是，利用塔顶产生的的1100℃高温熔化工业流体，

　　比如熔融盐，再通过与蒸汽的热交换从而发电

　　塔式太阳能电站的其中一个好处是，夜晚也可以持续发电。因为白天熔化的高温熔盐可以存储在一个绝热的大罐子中，罐子的大小依据功率而定，这样的话，能保证太阳落山后，罐里面的熔盐恰好可以发电，直到第二天早晨太阳出现。

　　太阳能这种绿色能源，在早期一直有这样的观点伴随，那就是绿色能源不绿色。太阳能发电板虽然是零排放，但是，生产太阳能面板的过程却不是。

　　客观地说，这种观点是不公平的。首先，太阳能发电的历史只有短短的数十年，跟人类发展的历史长河比起来，它就像是一瞬间。刚起步，我们就抛出各种反对的观点，这是不合适的，万一太阳能发电效率未来提高到50%呢？

　　总之，只局限于当下，只局限于地球，这是缺乏宇宙观的表现，怎么就不想想，现在的太阳能技术未来将大面积地用在月球上呢？

　　就像捏橡皮泥

　　回到大楼建设上来。既然地球上的聚焦型太阳能塔能产生1100摄氏度甚至更高的温度，那么在月球上，聚焦后产生的温度就更高了，1800摄氏度是没问题的。

　　高温有了后，我们可以用它熔化月壤，稍微冷却，月壤就会像已经加水搅拌后的水泥，此时，就随你怎么揉拧了，熔融状的月壤就是大楼墙体的建筑材料，也是地板的建筑材料，要多少有多少。我们要做的是：

　　熔融——成型——等待冷却。

　　虽然月球上的建筑无须防风防雨防地震，但有一个东西却不得不防。

　　10年内不见得有一发微陨石击中建筑，就算击中了，也不一定就正好对准你的床。然而，若是击中你就得去见嫦娥。

　　因此，我们还得防一下这种长驱直入，时速高达每秒20多公里的家伙。

　　使用更多的熔融月壤把墙体加厚是一个方法，但同时还得考虑时间成本。所以，我们可以考虑使用双层墙体的方式。

　　双体墙中间的缝隙是0.5米宽还是1米宽，这取决于微陨石的射入深度，为此，我们可以实地考察一下，查看一下那些子弹头一样大小的陨石，它们平时能射入月面多深的月壤中，如果你有幸发现月面上有一个小洞，且深达1米，那么，我们就把缝隙宽度设为1米，不用担心墙太厚，月壤你是用不完的。

　　现在的问题是，到底是先把双面墙建起来，再塞入月壤，还是把过程反过来？

　　这问题我也想了很久，顺序应该反过来。

　　首先，把月壤狠劲压实，略微成型，让其成为宽1米的墙体，接着，再用聚焦后的太阳光扫一遍墙体，让其表面熔融，凝固后就更加稳固了。

　　接着，用一块大铁板垂直于墙体，距离墙体30厘米左右，然后，导入熔融状的月壤，冷却后，双面墙中的其中一面就建好了，对面的那一面墙也采用这种办法。

　　好像，又出现新问题了，上方的方法中提到了一块大铁板，所以我首先得有一块大铁板，这问题我打算这么处理。

　　月球上有来自中国的“玉兔号”月球车，想必那时它也不工作了，因此，这东西谁捡到算谁的。除了玉兔号，月球上留下的东西多了去了，前苏联发射的“月球号”探测器，总数达到十几个，另外，前苏联和美国发射了多颗环月卫星，它们归西后，也落入了月面。还有，“阿波罗”登月计划时留下的东西就更多了，6个登月舱“下面级”，各种月球车，测量月震的月震仪，激光测距反射器，航天员的便便（这个我不需要）……这些全都可以捡来，熔化后制成大铁板。

　　说实话，这确实有点暴殄天物。但你别急，这是最坏的打算，也许我还能想到一个既不破坏文物还能制造大铁板的方法，诸位也帮忙想想。

　　总之，经过各种辛苦，还有背后各种听上去令人无比心酸的讽刺后，我的“秋裤型”月球大厦建好了。