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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。月球基础性的经济和社会价值研究综述【内容提要】 21世纪月球探测的主要趋势是建立月球基地, 开发利用月球的矿产资源、 能源和特殊环境。美国和俄罗斯都公布了新的探月计划、 印度和日本均制定了各自的探月计划、 中国也在有序的开展探月工程, 之因此各主要国家积极地开展探月活动, 是因为月球本身蕴含着巨大的经济和社会价值。本文拟从月球基础性的经济价值和社会价值分析, 以期对月球的探索和开发提供指导意义。【关键词】 法律地位; 太空经济; 资源; 可持续发展一、 月球的法律地位月球是地球唯一的天然卫星也是离地球最近的天体。月球本身具有丰富的矿
2、产资源、 月球具有开展特定科学实验的理想环境、 月球能够拓展人类的生存空间、 月球具有极高的经济价值、 社会价值、 战略及军事价值。因此, 月球也成为强国的必争之地。明确月球的法律地位有利于消除强国间的潜在冲突和探月活动的有序开展。月球协定第一次将月球及其自然资源定义为”人类共同继承财产”,明确了月球及其自然资源的法律地位。月球协定第11条第3款规定: ”月球及其自然资源均为全体人类的共同财产; 月球的表面和表面下层或其任何部分或其中的自然资源均不应成为任何国家、 政府间或非政府国际组织、 国家组织或非政府实体或任何自然人的财产, 在月球表面和表面下层, 包括与月球表面和表面下层相连接的构造物
3、在内, 安置人员、 外空运载器、 装备设施、 站所和装置, 不应视为对月球或其任何领域的表面和表面下层取得所有权。” 月球协定可见, 协定明确界定了月球及其资源的国际法地位而且冻结了领土要求。协定本身是缔约国之间的利益妥协的产物, 在彼此间形成了一种制衡机制。缔约国间的利益制衡能够有效地增强协定本身的拘束力。二、 月球基础的经济价值月球富含多种矿物资源。月面上拥有地球上的全部化学元素, 月岩中含有60多种有机化合物, 其中静海石等5种矿物还是地球上所没有的。月面上覆盖着5-10米厚的浮土, 浮土中含有月球基地建设和生产所需的氧、 硅、 铁、 铝和镁等元素, 其中铁、 铝和镁的含量比地球上还多。
4、阿波罗6 次登月取回的样品及3 次月球号探测器所带回的月壤样品的分析表明, 月海玄武岩含二氧化钛的范围为0.5%-13%。 根据二氧化钛的质量分数, 月海玄武岩分为高钛玄武岩、 中钛玄武岩、 低钛玄武岩和高铝玄武岩。 各类月海玄武岩的矿物组成主要由辉石、 长石、 橄榄石和钛铁矿组成。月海玄武岩中蕴藏有丰富的钛铁矿。钛、 铁矿不但是生产金属铁、 钛的原料, 还是生产水和火箭燃料液氧的主要原料, 是未来月球开发利用的最重要的矿产资源之一。克里普岩是高地三大岩石类型之一, 因富含钾、 稀土元素和磷而得名。克里普岩最早在阿波罗-12样品( 1 号样品) 中发现, 实际上克里普岩在月球上分布很广泛。克里
5、普岩中所蕴藏的丰富的稀土元素及放射性元素钍、 铀是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源之一。月球新能源的开发利用。1.太阳能。由于月球表面没有大气, 太阳辐射能够长驱直入, 每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为121012月球上的白天和黑夜都相当于14.5个地球日, 因此在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂就能够获得极其丰富而稳定的太阳能。在月球上太阳能的能量密度为1.353kW/m2。如果假设使用当前光电转化率为20%的太阳能发电装置, 则每平方米太阳电池每小时可发电2.7 千瓦时, 这不但解决了月球基地的能源供应问题, 还能够用微波将能量传输到地球为地球提供能源供应。2.可控核聚
6、变燃料氦-3。月壤中的氦-3对未来开发利用月球能源具有重要的意义。相比当前正加速发展的利用氘和氚反应的热核聚变装置来说, 用氦-3来进行核聚变反应具有更多的优点, 主要表现在: ( 1) 反应产生的能量更大; ”10吨氦-3经过核聚变产生的能量, 足够维持全世界1年的消耗。”在 7月21日举行的探月工程报告会上, 中国探月工程首席科学家欧阳自远院士表示, ”初步估算, 月球上蕴藏的氦-3可供人类使用一万多年。”( 2) 传统的氚核反应过程中, 伴随核聚变能的产生, 要产生大量的高能中子, 而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤, 相反的若用氦-3作为反应物, 则主要产生高能质子而不是中
7、子, 对环境保护更为有利; ( 3) 氚本身具有放射性质而氦-3则没有。开采月球上3He的可行性。计算表明: 约几百万吨3 He依然很疏松地嵌附在月球表层内, 很容易经过把月球表面丰富的太阳能转换成微波对月球土加热到600得到, 实验表明在这个温度下, 月球表层土中90的氦将释放出来。月球上的万有引力仅为地球上的1/6, 因此很容易挖掘开采月球土。月球上昼夜之间温差很大能够充分利用。白天月球上环境温度高达130, 可进行对月球土加热升温的作业; 但夜间月球上环境温度下降到-183, 能够进行就地3He4He低温同位素分离。研究表明如果”超漏分离器”进一步改进, 在月球上分离得到1公斤3He只需
8、要281MJ能量。运用与当前的航天飞机载重大小相当的、 不载人运输的飞船来回往返月球与地球之间进行运输3 He作业。一次装载30吨3He返回地球供给D-3He反应聚变电站燃料, 运输3He所消耗能量代价为: 每公斤1000 MJ。从月球上开采1公斤3 He总共要消耗2.2106 MJ能量。燃烧1公斤3He可得到600106 MJ能量。能量回报因子为270倍, 从经济学上是合算的。能够把3He液化以后装在高压罐里面, 每年人类只需发射2到3艘载重10吨的宇宙飞船截者别的工具, 大约三趟到四趟即可从月球上运回大量3 He, 就可供全人类作为替代能源使用1年 参看: 欧阳自远, 中国月球探测的总体科
9、学目标与发展战略. 载于 地球科学进展第19卷第3期。太空经济的发展。所谓”太空经济”, 是指包括各种太空活动所创造的产品、 服务和市场以及形成的相关产业。”太空经济”除包括空间技术与产品、 空间应用、 空间科学三大部分所形成的产业外, 还包括由于进入太空、 探索太空、 获取太空资源等而衍生的技术、 产业和经济效益。1.太空农业。月球是纯净的造物天堂。月球上没有空气, 没有液态水, 虽有灰尘却不会飞扬(但会在静电作用下漂浮), 还有很强的空间辐射。这些条件最适宜于制造地球上难以获得的高纯度产品, 例如单晶硅和药品等。地球上由于没有这些生产条件, 人们只能用人工制造的”超净室”、 ”超净车间”来
10、生产高纯度产品, 而在人造”超净”环境下生产出来的产品其实是达不到高纯度要求的。当前各空间大国都已进行了太空育种实验, 且取得了良好的经济效益。以中国为例, 11月中旬, 47克搭载神州七号飞船遨游太空的”青丰一号”小麦良种先后在平度市南村镇和蓼兰镇下播试种。 6月16日, 这些经过精心培育成熟的”太空小麦”顺利收获。收获的这些”太空麦”,单株分蘖多则达30多个, 平均单株成穗15-20穗,预计能产40余斤一代小麦种子。 开春,11克太空西瓜种子和10克太空樱桃番茄种子相继下地育种。”太空西瓜”成活了107株, 收获了100多个”太空西瓜”; 太空樱桃番茄则成活了1500余株, 种植面积达到0
11、.7亩。太空西瓜在生长过程中瓜苗出现了黄化现象, 但糖度却比同类普通西瓜有了较大的提高。 6月19日, 专家组前往平度市”太空西瓜”育种基地,对其中一个清甜可口的”太空西瓜”进行了糖度测试,显示出13.1度。同一品种的普通西瓜糖度含量仅有10.9度。2.太空工业。月球有着微重力、 超洁净、 高真空、 深冷、 辐射性强的特殊环境, 发展太空工业, 能够精炼或制造出在纯度、 形状、 强度、 寿命上有极高品质的工业产品, 这是地球上的传统工业、 制造业难以匹敌的。因此, 月球是获取工业新材料、 新生物制品的理想生产基地。”物以稀为贵”, ”物以精为贵”, 这是经济领域的普遍性原理。太空产品最初”以稀
12、为贵”, 逐渐降低成本, 又”以精为贵”, 从产业的孕育期、 发展期到成熟期, 将有丰厚的利润。前苏联航天员曾在和平号空间站上完成了14500次工业产品生产的科学试验; 美国已列出几十种有能力在太空生产的产品, 空间民用工业项目的年度收入不容小觑。未来, 人类可能把一些重大的工业项目从地球移到太空的某些星球。3.卫星应用通信、 导航、 遥感。卫星通信、 卫星导航、 卫星遥感是卫星应用的三大主要领域, 包含相应的地面设备制造和运营服务等。卫星通信业在美欧等发达国家已实现了产业化、 商业化和国际化。卫星导航业和卫星遥感业也已开始步入产业化轨道。据预测, 随着航天技术和信息科学技术的发展, 卫星应用
13、产业逐步产业化和商业化, 并朝着个性化、 多样化方向发展, 卫星产业与其它产业趋向融合, 将保持较高的增长速度, 将达到全球3000亿美元的市场规模。4.月球的开发能够带动其它相关产业的发展。美国的阿波罗登月计划就是最好的例证。”阿波罗登月计划”不但培养了一代高水平科学家, 而且其科研成果还带动了20世纪6070年代美国和全世界计算机技术、 通信技术、 测控技术、 火箭技术、 激光技术、 材料技术、 医疗技术等高新技术的全面发展, 把科技整体水平提高到了一个全新的高度。整个阿波罗登月计划共获得了3000多项专利, 当前至少有1千多项用于民用例如登月时航天员穿的液冷服, 现在就直接用在海陆空三军
14、, 包括在非典的时候, 中国医护人员穿的也是液冷服。当前方便面中的干菜叶也是”阿波罗”首次使用的; 现在穿的气垫鞋, 也是从”阿波罗”登月的靴子引用过来的。重症监护室最早是为”阿波罗”航天员检查身体所设计的, 现在这个技术用到了民用上, 是医学上的重大进步。在经济方面, 据统计, 在阿波罗计划上投入的每1美元平均带来了5美元左右的效益。月球带来的经济收益反过来会吸引私人投资而且月球将成为人类社会经济的持续增长部分.参看: David R. Criswell, University of Houston, SUSTAINABLE HUMAN PROSPERITY: EARTH, MOON, &
15、BEYOND. Space Resources Roundtable VII ( )。”嫦娥奔月”计划的实施, 使中国的航空工业进入了一个全新的阶段, 无疑也将使中国的相关行业、 企业得到更多的市场机会。因此, 月球本身不但有丰富的资源, 而且对月球开发的同时就能够带来巨大的经济效益。5.月球的旅游业。月球是人类的旅游胜地。随着科学技术的发展和人类生活水平的提高, 旅游成为一种越来越普遍的休闲方式。今天我们在国内和国外旅游, 而随着太空旅游线路的开通, 去太空旅游将成为一种时尚。对星际旅游者来说, 月球将是第一站。在月球上, 虽然没有青翠的山, 碧绿的水, 蓝色的天空和洁白的云, 但月球是一个
16、奇异的世界, 没有声音, 天空总是模模糊糊的, 即使在阳光高照的地方也会出现星星, 这种奇景在地球上是见不到的; 游客还可亲身体验失重的感觉, 月球具有独特的旅游资源。 年8 月11 日俄罗斯联邦航天局宣布该局将同美国太空冒险公司一起开展月球旅行服务它们计划于 用俄罗斯的联盟号飞船将三名乘员送去进行环月飞行三人中有两人是太空游客一人是职业航天员。三、 月球基础的社会价值月球的资源开发有助于人类社会的可持续发展。月球具有丰富的矿产资源和能源, 而地球的能源及资源供应能力有限, 可是伴随经济发展和世界人口的不断增长能源与资源需求量越来越大。特别是不可再生的资源, 一旦枯竭人类社会将面临无资源可用的局面, 人类社会的发展无从谈起, 更不用说可持续发展了。如果充分利用月球上的资源, 那么不但能够缓解全球能源供应紧张的局面, 而且能够为全球经济及人类社会的可持续发展提供可靠且充分的保障。月球能够拓展人类的生存空间。地球的承载力是有限的, 可是随着全球人口的
