综述

2018年，我国的天府系统科学院提出了一个大胆的计划，他们准备向太空发射人造月亮。并且在2020年发射一颗，到了2022年再发射三颗。不过就像我们知道的，现在我国都已经把月壤带回来了，而这个人造月球计划，怎么直接没有下文

Tips：人造月亮的构想最早源于一位法国艺术家的想法：“在地球上空挂一圈镜子做成的项链，让它们一年四季把阳光反射到巴黎的大街小巷。”有人担忧人为地从太空反射阳光到地面会影响地上生物作息、天文观测等。

在回答这个问题之前，我们不妨先说说人造月球的用处和这个离我们最近的邻居，月亮。

要说月球是怎么来的，到现在还没有定论，它的来源扑朔迷离，甚至有些无良的营销号会信誓旦旦得称，月球其实是外星人派到地球附近，用来监视人类的人造卫星。当然这些子虚乌有的推论和假设都是毫无科学根据的，只需要一个反例就能把这些无端造谣的人辩得哑口无言。

月球的年龄已经有40多亿年了，那个时候，地球还是一个岩浆翻滚，环境恶劣的“大火球”，细菌这样的微生物，都要再过10多亿年才会出现。这时候就跑过来监视地球，看了个什么劲呢？

Tips：月球是太阳系中体积第五大的卫星，其平均半径约为1737.10千米，相当于地球半径的0.273倍；质量则接近7.342×1022千克，相当于地球的0.0123倍。

关于月球的来源，现在学界众说纷纭。比较靠谱的理论有这么几个，潮汐分裂说，同源说和俘获说以及撞击说。

潮汐分裂说与同源说

先说潮汐分裂说和同源说。这两种说法大抵类似，只是在细节上有所不同。他们认为地球和月球是一对双胞胎兄弟，都诞生于刚刚形成的太阳系之中。

46亿年前，一片巨大的分子云的中心，由于引力作用相互聚合，形成了年轻的太阳。而分子云的外围，围绕它的行星，也在陆续出现。其中一片富含铁和镍的云带渐渐聚合，形成了地球。在这里，分裂说和同源说产生了分歧。

Tips：分子云（molecular cloud），是星际云的一种，它的密度和大小允许分子──最常见的是氢分子(H2)──的形成。 它的密度高到可以开始产生分子。

潮汐分裂说认为，这片云带最初只形成了一颗行星，也就是地球。不过这时，刚形成的地球自转速度非常之快，再加上太阳引力对地球的潮汐作用，导致这个还处在熔融状态的大铁球出现分裂，一小部分轻质的物质被甩了出去，堆积在近地轨道附近。

之后，这些物质再次聚集，形成了月球。而同源说则认为，月球和地球同时在这片云带中形成，幸运的是，地球聚集的速度比较快，变成了大个的行星，而月球引力小，被地球捕获变成了卫星。

Tips:地球与月球的平均距离是 384403.9千米。月球与地球近地点的距离是36.3万千米，与地球远地点的距离是40.6万千米。

这两种说法在起初阿波罗登月时被科学家印证，因为从带回来的月壤样本来看，月球表面的成分和地壳成分差不多，都是一些硅酸盐和部分金属。不过，经过更多的探测之后，这两个学说似乎有些站不住脚了。

因为根据次声波探测月球内部的实验发现，月球的内核也同样疏松，不像地球，中心一颗熔融状态的大铁球，这也解释了为什么月球几乎没有磁场。如果说月球和地球是双胞胎兄弟，那么它们内外的差别，不会这么大。

Tips：阿波罗计划（英文：Apollo program），是美国在1961年到1972年组织实施的一系列载人登月飞行任务。目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备，它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。

俘获说和撞击说

于是，另外两种学说开始被人关注，也就是俘获说和撞击说。

俘获说认为，月球并不是和地球同处一片的云带中产生的。它可能来自太阳系更外侧的云带，也可能压根就不是太阳系的所有物。而是在于地球擦身而过的时候，被地球意外捕获的。不过这个学说也有解释不了的地方，既然出身不同，表面的成分，怎么会如此相似呢？

并且最难以解释的地方在于，这么一个小天体，浑身上下布满了融化的痕迹。说明它曾经也是一个大火球，渐渐冷却后才形成了现在的月亮。但是，从月球那微弱的重力考虑，它没有那么大的力量在形成之初处于融化的状态。

Tips：月球重力场是指月球的重力强度和分布,经阿波罗号宇宙飞船速度变化的高精度测量,对月球重力场变化进行了详细制图。环月轨道探测器测定了月球背面的重力场。发现雨海、澄海、危海、史密斯海、湿海、洒海等都有重力正异常,其中雨海、澄海的正异常最大达220x 10-*米/秒。

于是，学者们提出了另外一种可能。当初这颗外来的小天体，不仅仅被地球引力捕获，而且还径直撞向了地球。

这个理论认为，45亿年前的地球要比现在大一些，质量比现在要大十分之一。而在稍远一些的地方，形成了一个略小一点的行星，大小和火星差不多，也可以叫它原月球。结果，因为这两颗刚形成的行星距离太近，所以最终擦枪走火导致碰撞。

地球的地壳部分因此损失了十分之一，更多的物质因高温蒸发，飞出了地球的轨道，完全损失。而其中一小部分留在了地球轨道附近，渐渐聚合，变成了如今的月亮。

这个理论很好得解释了月球为什么成分和地球地壳相近，内部却不尽相同的原因，也是现在学界最主流的说法。

Tips：月球化学成分是指组成月壳的主要岩石斜长岩和玄武岩的化学成分为SiO2 ,AL2O3 ,Fe0,Mg0 ，CaO ,T102 。月球包括月壳、月幔、月核。

总之不管原因是什么，月球这颗小小的卫星，在之后的40多亿年里，成为了地球最强大的保护伞。它为我们挡下了大多数小行星冲击，抬头看看月亮，上面密密麻麻的撞击坑，就是它的功勋章。只不过6500万年前，地球还是没有躲过劫难，被一颗直径10公里的小行星撞击，引发了白垩纪物种大灭绝。

当然，科学家计划发射人造月亮，不是为了给地球增加新的保护伞。说实话，运送那么多东西到近地轨道，人类根本做不到。

首个国家制造出人造月亮

Tips：1993年2月4日俄罗斯航天局在自己的空间站实施了“人造月亮”的计划，原理很简单，既然月亮会发光是因为太阳光的反射，那我们也弄一面大镜子反射太阳光就行了，这个计划也确实成功了，他们成功反射了太阳光

想要人造月亮，其实是为了给我们自己节省电费。

历史上，最早尝试和发射人造月亮的国家是俄罗斯。因为俄罗斯的部分国土位于北极圈之中，这就导致了一个尴尬的问题，受极夜的影响，俄罗斯的部分国土，连续半年见不到阳光。但是仅靠路灯照明，一是亮度不够，二来也非常费电。所以俄罗斯的科学家才计划发射人造月亮，利用反射太阳光的方式，为这部分国土提供照明。

和平号空间站（俄语：Мир，兼有“和平”与“世界”之意）是苏联建造的一个轨道空间站，苏联解体后归俄罗斯。它是人类首个可长期居住的空间研究中心，同时也是首个第三代空间站，经过数年由多个模块在轨道上组装而成。

俄罗斯一共尝试了2次，第一次在1933年。俄罗斯用从自己的和平号空间站中，通过一艘货运飞船展开了一个小小的薄膜反射镜。这个反射镜通过自转的方式，把自己甩开，变成一面直径20米的圆形镜子。最终，这个小小的镜面，向地球投射出了一道直径长达4公里的光柱，亮度如同满月。

1993年2月4日莫斯科时间4时，居住在寒冷的俄罗斯北方的居民在朦胧的夜色中看到了一个蔚为壮观的景象：一个从来没有见过的新奇的"月亮"缓缓划过夜空，从约300公里的高空象探照灯那样将一束暗淡的光束投向夜幕下的大地，在地面上形成一个直径约4公里，其亮度低但也明显可见，快速移动的光盘。

当时，只要是和和平号空间站轨道相近的陆地，都能有幸一睹人造月亮的光辉，据说站在它的光芒下，大概可以看清报纸上的标题。

不过，这个一扫而过的反射镜并没有多少利用价值，只是印证了计划的可行性。于是在1999年，俄罗斯又发射了一颗人造月亮。这次的人造月亮直径达到了25米，而且还可以通过改变镜面角度，让反射下来的光束待在一个地方达数分钟之久。

按照计划，它能照亮地面方圆七公里的范围，而且因为使用了反射度更高的镜面，这次的亮度可以达到满月的5到7倍。

1999年2月4日，俄罗斯M40货运飞船携带了一面反射镜进入太空，进行代号为“旗帜2·5”的阳光反射试验。

然而可惜的是，1999年2月4日，第二颗人造月亮在离开和平号空间站，像上次那样利用自转打开的时候，却出了岔子。

由于未知的原因，和平号空间站打开了天线，结果和正在旋转展开的人造月亮缠绕在了一起。虽然和平号上的宇航员多次抢救，但是人造月亮上脆弱的薄膜镜面还是被撕碎了。于是，这颗人造月亮只好启动了自毁程序，坠入地球大气层中，化成了一道流星。

这时，年轻的俄罗斯正在遭受苏联解体后的经济动荡，出于预算不足的考虑，俄罗斯的人造月亮计划宣布终止。

我国首次制造人造月亮

那么，我国在2018年宣布的人造月亮计划，怎么也开始延期了呢？

航天科工微电子系统研究院有限公司于2017年01月18日成立

其实，提出这个人造月亮计划的，是一家“军民融合”企业，也就是成都航天科工微电子系统研究院有限公司。这个企业成立于2017年，非常年轻。作为一家民营和军工双结合的示范项目，他们确实需要宣传的噱头。而人造月亮，就是这么一个，到现在还没有正式实施的计划。

由于人造月亮运行在近 地轨道速度太快，不能保持固定的照射范围，如果强行将它们抬升到同步轨道,反射光斑的亮度会显著下降，达不到预期效果。其次，人造月亮在太空中的精细操作十分困难，要把十数面镜面完美展开属实不易。

其实，发射人造月亮，这个设想可以实现，但实际做起来困难重重。首先是经费上的考虑。按照当初的设想，发射的人造月亮将为成都市区提供夜间照明，反射的光束直径将会达到10至80公里，而且控制范围可以在几十米之内。这么庞大的计划，需要的资金难以预计，什么时候路灯省下来的电费，才能抵得上成本都是一个未知数。

据联合国能源统计资料，1997年世界总发电量为139487亿 kw·h，其中火电占64％，水电占18.4％，核电占17.2％，地热及其它能源发电占0.4％。1990年以来世界发电量以较快速度增长，2005年比2004年增长3.7%，比1990年增长53%，达18184TWh。

另外，这种巨大的镜面，估计很难实现自由收放，那么它将引发国际问题。因为按照计划，人造月亮总共会发射三颗，轮番照亮成都。那么转到其他地方的人造月亮，照亮了他国的版图，我们是该收外国人的照明费呢，还是人家告我们光污染呢？所以，中国的人造月亮的控制系统，要比当初俄罗斯的设计复杂许多。它需要在不照射成都的时候，把镜面又收回去，或者完全不向地球反光。

光污染是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源，主要包括白亮污染、人工白昼污染和彩光污染。光污染正在威胁着人们的健康。

另外，还有一个遭人诟病的问题，在该计划刚刚宣布的时候，就被不少人提起。成都本来就很热了，结果到了晚上你还要拿面镜子晒太阳。冬天还好说，刚好弥补一下成都没有暖气的遗憾，可到了夏天，热得还能睡得着吗？

为此成都人开更多的空调，结果到底是省电，还是费电呢？当然，还有人担心，过亮的夜晚会不会导致人体生物钟紊乱。尽管研究人员指出，人造月亮的亮度，仅相当于日落时的太阳，不会造成生物钟紊乱。但是它的负面影响，也只有真正实施的时候，才能知道。

生物钟又称生理钟。它是生物体内的一种无形的“时钟”，实际上是生物体生命活动的内在节律性，是由生物体内的时间结构序所决定。研究生物钟，在医学上有着重要的意义，并对生物学的基础理论研究起着促进作用。

结语

就像上面所说的，人造月亮费钱不说，负面影响还无法估量，到现在变成了一个噱头，也是情有可原的。

不过，人造月亮依旧值得研究，不过方向并不是民用，而是在军用和航天领域。在近地轨道放一面反射镜，做成凸面的，可以用来散射太阳光，代替路灯。

那么我们反过来，做成凹面的，汇集阳光，就像一个悬在天上的放大镜，可不可以用来攻击敌方呢？像这样的设想，二战时期的德国科学家也曾考虑过。他们的计划更天真烂漫，计划把一个超大型的凸透镜送上近地轨道。烧毁敌方的重要设施，就像小时候我们用放大镜烧死蚂蚁一样简单。

德国构想在宇宙空间装配一个巨大的反射镜，作为人造卫星送入宇宙轨道，用方向控制火箭调整它的角度，把太阳光线集中起来，使热焦点对著下面的敌方城市，使其烧毁。

当然，这种处在设想中的武器，完全不具备可行性。一方面要求的镜面太大，就连大国也无力承担，而且控制系统要求过于超前。有这功夫，不如直接研究天基导弹，让卫星直接发射超高音速飞弹要简单得多。实际上，美国已经开始计划这么干了。

最后，还有航天上的应用。太阳一直都在向四周发射出大量辐射，被我们叫做太阳风。如果我们可以把镜面的反射率做得足够高，重量又足够小，那么这个人造月亮就会变成太阳帆。借此，便可以在乘着太阳，在宇宙中遨游。

太阳帆（英文名：Solar sails）是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。由于光压对航天器的推力很小，以及空气阻力的存在，航天器不能从地面起飞，但在没有空气阻力存在的太空，这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供 10e－5～ 10e－3g左右的加速度。

这个计划各国都有想法，不过碍于材料上的限制，迟迟没有实施。可能在不久的将来，太阳帆或许能真的实现。飞船就可以在太阳的推动下，接近木星轨道，再借助“引力弹弓”的加速，实现星际旅行。

而这一切，似乎都要看，成都航天科工微电子系统研究院，到底有没有野心，实现自己成立之初许下的诺言了。