腦洞向：怎樣在月球上建一棟高樓大廈？
這事兒我已經思考好幾年了，不騙你，今天豁出去了，準備不吐不快，你們別攔著我。
萬事能源先
搞建筑離不開能源，其實搞什么都離不開能源。放眼全宇宙，能源到哪兒都是硬通貨。
地球上有煤和石油，一燒就有。而月球，鳥糞也看不見一坨。
不過還好，有太陽能。宇宙在上，月球和地球在這一點上至少是公平的。
在太陽面前，如果說地球是穿著一件白色羽絨服的話，那月球這家伙就是赤裸的
赤裸好，我就想要這種赤裸。月球上白天長達14個地球日，陽光直射的地方，據說溫度最高可達150攝氏度，這是一個院士說的，如果有誤你去找他。總之，月球上這種高溫別說煮雞蛋，爆炒豬肝我看也是可以的。
充足的太陽能有了，如果你認為下一步我要發電，那就錯了。這幾年我也不是白思考的。
那下一步干什么？
冶煉鋼鐵？完全不需要，地球上的高大建筑無不使用鋼筋混泥土，但在月球上，一根鋼筋也不需要。
月球上的重力只是地球重力的六分之一，這只是一方面。更重要的是，月球上沒有強烈的月震，數億年來都很溫和，也沒有臺風和傾盆大雨，所以，把高樓建得可防8級地震也不是不可以，但是完全沒必要。
再說了，別說一棟大樓，就是月球上的一個腳印也能完好的保存數千萬年，所以，500年內，基本上除了你自己，還有陽光，不會有別的因素來破壞你的建筑物。
人類在月球上留下的第一個腳印
說起這腳印，我也垂涎已久，若是這地方的所有權被我搞到手，我第一步就是圍著它建一個博物館，以后那些見什么都好奇的地球人來到月球時，這必然會是一個熱門景點，門票便宜一些，5個月球幣就行。
言歸正傳，既然不用鋼筋，那就只能單純地用水泥了。可是水泥這東西，使用時還得加大量的水，而水在月球上比黃金還要昂貴10倍以上。那么，用什么？
取之不盡的建筑材料
阿波羅17號行動計劃中，收集的月壤樣品
在月球這46億年的歷史中，早期的火山噴發，還有隕石撞擊，以及持續不斷的高低溫變換，形成了月球表面獨特的月貌。
月球上的微隕石長驅直入，它們撞擊月球時，時速最高可達30千米每秒，這種撞擊會產生大量的熱并融化月壤，凝結后變成微小的玻璃狀物質。
半個月100多攝氏度高溫，半個月又是零下180攝氏度的低溫，熱脹冷縮導致月壤的顆粒很細很細，顆粒直徑在5微米到15微米之間，應該比水泥還要好使。
整個月球表面，月海中的月壤厚度為4到5米，而在高原地區，月壤厚度在10到15米左右。
總之一句話就是，月壤這種建筑材料是取之不盡，用之不竭的。
現在，能源有了，建筑材料也選好了，下一個問題是怎么建。為此，咱們得借用一點來自地球上黑科技。
聚焦型太陽能發電塔
聚焦型太陽能熱發電塔
上圖這個像燈塔，卻比燈塔亮得多的建筑就是聚焦型太陽能熱發電塔。其原理很簡單，就和傳說中的阿基米德忽悠一大群婦女老幼各抱一塊鏡子，把陽光反射到敵船上一樣。
圖為位于美國拉斯維加斯西北的新月沙丘太陽能電站
2014年12月，新月沙丘太陽能電站完工現場，2015年9月并網發電。在無人的荒漠搞這種發電場，這也是對地球的有效利用
保守人士見到這種發電設備，第一個反應就是眉頭一皺，并問，單位電價是多少，跟煤電相比，合算嗎？如果我家用這種電，能省下多少電費？
以上問題我們先放一邊，我只想說：作為一個男子，你不覺得這很好玩嗎？那么多鏡子呀！
不扯這些了。現在，咱們仔細看看，這種發電塔是怎么發電的。
聚光塔電站使用的一個技術是，太陽光跟蹤系統，數千甚至上萬面鏡子隨時根據陽光的角度，實時地調整自己的角度并確保能把陽光反射到塔上。這種技術在過去的過去是難以實現的，但目前已逐漸走向成熟
有了熱以后，可以將水加熱成高熱水蒸氣，繼而帶動渦輪機發電
另一種方式是，利用塔頂產生的的1100℃高溫熔化工業流體，比如熔融鹽，再通過與蒸汽的熱交換從而發電
塔式太陽能電站的其中一個好處是，夜晚也可以持續發電。因為白天熔化的高溫熔鹽可以存儲在一個絕熱的大罐子中，罐子的大小依據功率而定，這樣的話，能保證太陽落山后，罐里面的熔鹽恰好可以發電，直到第二天早晨太陽出現。
太陽能這種綠色能源，在早期一直有這樣的觀點伴隨，那就是綠色能源不綠色。太陽能發電板雖然是零排放，但是，生產太陽能面板的過程卻不是。
客觀地說，這種觀點是不公平的。首先，太陽能發電的歷史只有短短的數十年，跟人類發展的歷史長河比起來，它就像是一瞬間。剛起步，我們就拋出各種反對的觀點，這是不合適的，萬一太陽能發電效率未來提高到50%呢？
總之，只局限于當下，只局限于地球，這是缺乏宇宙觀的表現，怎么就不想想，現在的太陽能技術未來將大面積地用在月球上呢？
就像捏橡皮泥
回到大樓建設上來。既然地球上的聚焦型太陽能塔能產生1100攝氏度甚至更高的溫度，那么在月球上，聚焦后產生的溫度就更高了，1800攝氏度是沒問題的。
高溫有了后，我們可以用它熔化月壤，稍微冷卻，月壤就會像已經加水攪拌后的水泥，此時，就隨你怎么揉擰了，熔融狀的月壤就是大樓墻體的建筑材料，也是地板的建筑材料，要多少有多少。我們要做的是：
熔融——成型——等待冷卻。
雖然月球上的建筑無須防風防雨防地震，但有一個東西卻不得不防。
10年內不見得有一發微隕石擊中建筑，就算擊中了，也不一定就正好對準你的床。然而，若是擊中你就得去見嫦娥。
因此，我們還得防一下這種長驅直入，時速高達每秒20多公里的家伙。
使用更多的熔融月壤把墻體加厚是一個方法，但同時還得考慮時間成本。所以，我們可以考慮使用雙層墻體的方式。
雙體墻中間的縫隙是0.5米寬還是1米寬，這取決于微隕石的射入深度，為此，我們可以實地考察一下，查看一下那些子彈頭一樣大小的隕石，它們平時能射入月面多深的月壤中，如果你有幸發現月面上有一個小洞，且深達1米，那么，我們就把縫隙寬度設為1米，不用擔心墻太厚，月壤你是用不完的。
現在的問題是，到底是先把雙面墻建起來，再塞入月壤，還是把過程反過來？
這問題我也想了很久，順序應該反過來。
首先，把月壤狠勁壓實，略微成型，讓其成為寬1米的墻體，接著，再用聚焦后的太陽光掃一遍墻體，讓其表面熔融，凝固后就更加穩固了。
接著，用一塊大鐵板垂直于墻體，距離墻體30厘米左右，然后，導入熔融狀的月壤，冷卻后，雙面墻中的其中一面就建好了，對面的那一面墻也采用這種辦法。
好像，又出現新問題了，上方的方法中提到了一塊大鐵板，所以我首先得有一塊大鐵板，這問題我打算這么處理。
月球上有來自中國的“玉兔號”月球車，想必那時它也不工作了，因此，這東西誰撿到算誰的。除了玉兔號，月球上留下的東西多了去了，前蘇聯發射的“月球號”探測器，總數達到十幾個，另外，前蘇聯和美國發射了多顆環月衛星，它們歸西后，也落入了月面。還有，“阿波羅”登月計劃時留下的東西就更多了，6個登月艙“下面級”，各種月球車，測量月震的月震儀，激光測距反射器，航天員的便便（這個我不需要）……這些全都可以撿來，熔化后制成大鐵板。
說實話，這確實有點暴殄天物。但你別急，這是最壞的打算，也許我還能想到一個既不破壞文物還能制造大鐵板的方法，諸位也幫忙想想。
總之，經過各種辛苦，還有背后各種聽上去令人無比心酸的諷刺后，我的“秋褲型”月球大廈建好了。
坐在月面上，靠著一塊巖石，喝著啤酒，看著這棟大樓，我禁不住開始思考下一個問題。
這房子賣給誰？怎么賣？顯然，最頂樓能看到美麗的“地出”，而低樓層看到的景觀卻一般般，所以，各層的定價應該不一樣才是呢。
出品：科普中國
制作：寒木釣萌
監制：中國科學院計算機網絡信息中心
“科普中國”是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。
本文由科普中國融合創作出品，轉載請注明出處。
- 發表于 2016-09-07 00:00
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