“人造月亮”：深林人不知，明月来相照

一

嫦娥奔月、吴刚伐桂、玉兔捣药等来自于古代的神话故事，体现出了月亮在中华文化中的重要地位。以月亮为载体表达思乡、怀古、离合、悲欢等情怀更是文人墨客们的拿手好戏。

不过，最近有消息说我国科学家打算要发射“人造月亮”！

“人造月亮”，这听起来似乎已经高端到科幻的程度了。难道月亮也可以人造吗？是的，你没有听错。不但月亮能人造，咱还计划发射3颗上天呢！

原来，成都一家科研机构表示他们将在2020年完成首颗“人造月亮”的发射、入轨、展开到照明的整体系统演示验证。预计到2022年，3颗“人造月亮”将发射升空。到那时，“人造月亮”的光亮可覆盖地表3600平方公里～6400平方公里的范围。它和真月亮不同的是，真月亮的光为视直径为0.5度的面光源，而“人造月亮”的光近似于点光源。

倘若他们的计划顺利进行并取得成功，那时的夜晚可就变得非常有趣啦：李白“举杯邀明月”的时候，突然发现“对影”已经成了一群人；李煜“无言独上西楼”的时候，也得先看仔细哪个是“月如钩”；卢纶再也看不到“月黑雁飞高”的景象了，“单于”更不可能“夜遁逃”了……

那么，我国的“人造月亮”项目究竟是怎么回事呢？

二

据该项目的专家介绍说，对我国“人造月亮”的准确表达是：一种携带大型空间反射镜的人造空间照明卫星。它们预计会被部署在500公里以内的低地球轨道上，其光照强度最大值将是现在满月时月光强度的8倍。

那么，什么是低地球轨道呢？低地球轨道也叫近地轨道，是指航天器距离地面高度较低的轨道。一般来说，轨道高度在2000公里以下的近圆形轨道都可以称之为近地轨道。

简单地说，“人造月亮”项目就是要发射一颗携带了巨大反光镜的卫星到太空中去，然后利用它来反射太阳光，以便在夜晚实现对特定区域的照明。这里的原理其实也并不复杂，大致跟我们小时候用镜子反射太阳光的游戏大同小异。

不过，问题来了：“人造月亮”如何才能实现对某一区域24小时不间断地照明呢？

我们都知道，地球同步轨道卫星由于其绕地球运行的周期与地球自转周期相同，卫星与地球之间处于相对静止状态，因此可以实现在每天相同时刻出现在相同地区的相同方位上，所以也叫“静止卫星”或“固定卫星”。但是，地球同步轨道卫星需要在35786公里的地球静止轨道上，以每秒3.07公里的速度飞行，才能实现与地面的位置保持相对不变。

然而，“人造月亮”只部署在500公里以内的低地球轨道上。那可怎么办呢？别着急，科学家们已经想好了。他们会陆续发射3颗“人造月亮”，在等分360度的轨道平面交替运行，以实现全天候照明的需要。

三

我国“人造月亮”计划一经媒体曝光，不但在国内引起了轩然大波，就连国外的科学家们也都十分关注。原来，俄罗斯在20世纪90年代末就曾经做过用特制的镜子从太空反射阳光照亮地面的实验。

为了解决俄罗斯地处高纬度地区的夜间照明问题，代号为“旗帜”的这种实验前后进行过数次。其中最近的一次是在1999年2月4日，代号为“旗帜2·5”的阳光反射实验。当时他们利用“进步”号货运飞船携带了一面特制的反射镜进入太空，计划利用离心力让反射镜展开，形成一个直径为25米的反射镜面。据目前已经透露的信息显示，俄罗斯的这个“人造月亮”虽然总重量还不到4公斤，但却能在地面形成最大7公里的照明范围，反射光的亮度足以让人读书阅报。

然而，实验时反射镜不但未能成功展开，还与“进步”号的天线发生了缠绕，最终不得不终止实验。反射镜和飞船都在进入地球大气层时烧毁。

那么，“人造月亮”项目又到底难在哪些地方呢？

简单地说，反射镜得足够大。足够大的面积才能反射足够多的太阳光，也才能达到夜间对特定区域照明的目的。据测算，要达到满月时月光亮度的8倍，反射镜的面积大约要达到百平方米以上。同时，反光镜还得足够轻。目前我国最具有商业优势的“快舟一号”火箭进行低轨道卫星发射，每公斤报价1万美元。可想而知，反射镜太重就会导致“人造月亮”的成本过高。另外，还有诸如反射镜的反光性能、机械结构、使用寿命等等一系列的难题。

即便解决了这些难题，在数百公里的距离上要想照亮特定区域，“人造月亮”的指向还需十分精确。因为即使反射镜在太空中偏了0.01度，也会让光线指向的误差大于10公里。更为严重的是，光线指向与特定中心区域相差1公里，地面看到的亮度大致就会差数十倍。

可喜的是，我国“人造月亮”项目的专家告诉我们说：“我们目前在核心技术、工程基础材料方面都已经有很高的成熟度，具备开展系统演示验证阶段的研制条件。”

四

说了这么多，这“人造月亮”到底能给我们的生活带来哪些好处呢？

这好处可就多了，最直接的就是可以节约能源、节省费用。以成都为例，如果“人造月亮”能够在夜晚照亮50平方公里的区域，那么一年就可以节约电费12亿元以上。

更为重要的是，在遇到各种自然灾害导致的断电之后，“人造月亮”还能按照需要对灾区进行照明。回想一下当年5·12汶川大地震时的惨烈景象，以及在抗震救灾中遇到的照明问题，“人造月亮”确实能起到不可替代的作用。

另外，“人造月亮”如果应用在军事方面，也能起到对敌方“威慑和警告”的作用，甚至还可以产生一些间接性的杀伤效果。

然而，“人造月亮”一旦真正投入使用，也可能会带来一系列的问题。

庄子说：“日出而作，日入而息，逍遥于天地之间而心意自得。”人类在进化过程中早已适应了昼夜交替的生活，一旦夜晚不再黑暗，我们的健康就可能会出现问题。研究发现，人造光会增加我们患上肥胖症、抑郁症、睡眠紊乱、糖尿病等疾病的几率。

对于自然界的动物和昆虫来说，“人造月亮”带来的影响更可能是直接致命的。许多候鸟在夜间迁徙时，是依靠月光或星光进行导航。“人造月亮”产生的非自然光亮会使它们迷失或偏离航向，出现撞楼、撞塔等事故，甚至还可能会导致它们迁徙过早或者过晚，错过了筑巢、繁殖和进行其他活动的最佳环境条件。

对于光线更为敏感的昆虫也会受到“人造月亮”的影响。直接的后果就是导致趋光性昆虫数量的下降，从而影响到以它们为食的动物，利用它们传粉的植物等等。研究发现，目前我们使用的人造光源已经对各种昆虫、鸟类、爬行动物以及其他野生物种的繁殖、进食、睡眠等生活习性，甚至是生育周期产生了很大的影响。

另外，“人造月亮”还会对我们的天文观测等科研活动带来一定的影响。不过，我国“人造月亮”的光线强度与照明时长均可做调整，照明精度也可控制在几十米之内。考虑到大气运动等因素影响，工作区的实际光照强度大致相当于夏季的黄昏时刻，也大可不必担心生物钟紊乱等问题。

天上悬挂着3颗“人造月亮”，那该是多么浪漫、多么科幻的场景啊！就让我们对我国拟发射的“人造月亮”拭目以待吧！