等你上了初中，中國人就登上了月球

親愛的小吳同學：

你好！

很高興在元宵佳節的夜晚收到你的來信。作為一年級的小朋友，你會寫這么多字，語言表達這么流暢，還提出了非常有趣的問題，這讓我十分意外，也非常高興。你的來信是我在今年春節期間收到的最驚喜的“禮物”。

當很多人都還沉浸在春節的娛樂氛圍中時，你已經在關注科學了。這說明，中國的航天強國建設取得了突破性的進展。這些年，北斗衛星導航系統組網成功，氣象預報越來越準確，我們的“嫦娥四號”在人類歷史上第一次成功登陸了月球背面，“嫦娥五號”從月球上取回了巖石和土壤樣品，“天問一號”成功登陸了火星上的烏托邦平原。這些都是中國人探索太空取得的重要成就。

你開始關注月球和火星的知識，是因為你可以通過網絡、圖書、電視等渠道，了解這些信息，這說明我國這些年的科學教育和科普工作產生了顯著的效果。科學教育和科普工作的目的，就是要創作更多優秀的科普作品，讓科學進入校園，讓更多的小朋友對科學產生興趣，從小愛科學、學科學、用科學。接下來，我來回答你提出的問題。

第一個問題，人能到月球上生活嗎？

這是一個很好的問題！回想一下，你的生活離不開哪些資源呢？在地球上，我們會覺得，空氣、水、適宜的溫度等，是十分平常的。任何一個有人居住的地方，都符合這樣的條件。但是到了月球上，你會發現，月球上是真空的，沒有空氣。我們呼吸的氧氣，需要自己從地球上帶過去，或者利用月球上的資源生產出來，這兩種方式的成本都非常高。

水是生命之源。地球上到處都有水，即便是缺水的地區，利用節水技術、海水淡化技術等都可以解決這個難題。在我們頭頂的中國空間站里，航天員用過的廢水、臟水，都會被收集起來后凈化成飲用水。但月球上沒有液態水，到了月球上，我們首先需要尋找水源。科學家現在只在月球南北極的一些深坑里，發現了極少量的水冰，它們位于伸手不見五指的永久黑暗區里，可能是彗星撞擊月球帶來的。我們要指派機器人下去開采這些水冰，困難很大，也非常危險。如果從地球上帶水到月球，成本又太高了。你有什么好辦法嗎？

民以食為天。這些年，中國的農業技術獲得了快速發展，已經成功解決了14億人的吃飯問題，完成了消除絕對貧困的艱巨任務。到了月球上，我們怎么獲得米飯、面包、蔬菜、水果等食物呢？我們能不能建立一個月球農場呢？這是很多小朋友暢想的，也是科學家正在努力解決的問題。比如，有的科學家研究如何在月球上種植螺旋藻，種植物、養動物，提供我們身體所需的各種營養物質。如果要建設月球農場，你覺得哪些植物或動物應該被優先送上去？為什么呢？

在月球上生活還有更進一步的需求。比如，動物和植物的生長，同樣需要空氣、水、適宜的溫度，還需要農藥和化肥，以及各種耕作和收割機械，這些是月球上沒有的。又比如，月球上的輻射非常強，人類不能長時間暴露在月球表面，穿著航天服也不行。人們需要有一個家，像洞穴一樣的建筑，住到洞穴里。但是，怎樣找到這樣的洞穴，并把它改造成適合人類居住的家？這面臨著很多技術問題。還有，我們要上學，要進行體育鍛煉，要上網查資料，滿足各種各樣的需求。但月球上沒有Wi-Fi網絡，沒有高速公路，甚至連廁所都沒有。建設這些設施，需要許許多多的工廠和高科技設備，生產各種材料。也就是說，月球上沒有支撐人類大規模移民和生活的基礎設施。

難道人類就不能在月球上生存了嗎？不是的，今年春節前，中國載人航天工程辦公室宣布，中國人將在2030年左右，也就是你上初中的時候，登陸月球。目前，載人登陸月球的方案已經基本確定，我們將建造更大的火箭、更先進的飛船，攜帶更多的物資，抵達月球。中國人不僅要登陸月球，還要在月球上長期居住，建設有人值守的月球基地。屆時，嫦娥奔月就不再是神話，月球也不僅僅是一個“旅游打卡”的地方。在月球村里，來自世界各國的科學家緊密合作，在那里觀天、測地、探月。月球基地將成為研究數理化天地生等自然科學和工程技術的大型太空實驗室，是一個永不墜落的空間站。

第二個問題，人能在月球上行走嗎？

當然，人能在月球上行走，這件事情已經被事實證明過了。從1969年到1972年，有12名航天員分6次登上了月球。他們穿著厚厚的航天服在月球上行走，采集月球樣品，然后帶回到地球上。

但是，科學家也發現，月球上的行走方式和地球上不一樣。這是因為月球表面的引力只有地球上的1/6。在地球上，要把一個12千克重的鉛球舉起來，特別費勁，但到了月球上，你會覺得很輕松，因為這個鉛球只有兩千克重了。雖然組成鉛球的物質并沒有減少，但它實實在在地變輕了。

那么，在月球上，我們走路是不是也變得更輕松呢？

不是的。因為我們走路的時候，前腳落地，后腳跟隨，一步一步往前走。人類的身體結構已經適應了這種行走方式。但是，在月球上，如果前腳落地的時候太使勁，產生的反推力可能會把我們彈起來，從而離開月面。輕重拿捏不好的話，人就會騰空而起。50多年前，航天員首次登月的時候就遇到了這樣的難題，他們發現，在月球上行走并不容易。后來，他們干脆發明了一種獨特的行走方式，把兩條腿并攏，就像小兔子那樣，一蹦一蹦向前跳，是不是很有趣呢？由于對月球上的行走方式不習慣，還有一個名叫杜克的航天員失去了平衡，四腳朝天摔倒了。這位航天員事后回憶說，這是他一生中最害怕的時刻，因為航天服的背部是生命支持系統，一旦破裂，就會有生命危險。

小吳同學，火星叔叔很高興看到你已經走在一條正確的道路上，開始考慮這些科學問題。謝謝你提出這些有意思的問題，也讓我再一次思考如何在月球上生活。如果你想進一步了解關于月球和火星的知識，火星叔叔推薦我和智慧阿姨共同創作的一套兒童科普繪本《這就是中國·中國探月》。這套書一共有四本，入選了國家“十三五”重點圖書和國家出版基金項目。《哇哦，月球》以問題的形式，講述月球的起源、月球表面的概況以及月球與地球的關系。《飛吧，嫦娥》講述了中國探月工程的嫦娥一號、二號、三號、四號、五號任務，以及任務期間在月球上考察遇到的問題和航天專家解決問題的辦法。《加油，玉兔》介紹了玉兔號月球車的結構和科學任務，以及玉兔二號在月球背面創造的新紀錄。在《你好，月球村》里，我們會在“村長吳剛”的帶領下，到月球村參觀訪問，展望中國載人登月和建立月球基地的未來場景。火星叔叔期待你和爸爸媽媽一起閱讀這些書，并且把它們分享給班上的其他同學。

最后，希望你立足中國，放眼世界，胸懷宇宙！祝你擁有一個健康快樂的童年，長大后成為中國航天事業的接班人。

你的大朋友：火星叔叔

2024年2月25日，于北京奧運村科技園

（作者：鄭永春，網名“火星叔叔”，中國科學院國家天文臺研究員，義務教育科學課程標準修訂組成員）