給月球通上輸氣管

駱昌芹

人類將在月球以及圍繞地球運轉的大型人造衛星上，建立起一座座大型居民點，以便開發月球和宇宙中的寶貴資源。這些大型宇宙居民點人數眾多，有的甚至數以千萬計。除了人群以外，將來還有許多動物，比如狗、貓、雞、豬，也都要搬上去，組成一個個繁華的世界！

可是，月球上沒有人和動物最需要的空氣。如果用宇宙飛船從地球上載運空氣到月球上去，每千克需要花幾萬元的代價，不但費用高昂，而且還不能大量地供應，尤其是沒辦法像自來水那樣連續不斷地供給。怎么辦呢？科學家們設想了兩個辦法：一是在宇宙居民點栽種植物，讓植物進行光合作用制造氧氣；二是鋪設一條長長的輸氣管，將地球上的空氣源源不斷地輸送到宇宙居民點去。

你也許會驚奇了：月球到地球的距離有38萬多千米，別說鋪設管子需要經過浩瀚的宇宙空間，就是在地球上，這條將近能繞地球赤道10圈的長管子，要鋪設起來又談何容易！是啊，這的確不是一件容易的事。不過，科學家們設想了一個神奇的方案，可以不用固體材料來制造這根管子，而是用“光”來構成這根管子！

你也許會更驚奇了：光是抓不住、摸不著的東西，怎么能用它來制造管子呢？再說，將來用“光管”輸送空氣和氧氣，氣體不會全都跑光嗎？是的，這正是當代科學家們需要解決的問題，也是這個新奇的方案引人入勝之處。

激光——這是大家都知道的“神光”！激光具有功率大、方向準確、發散角度小、不受地球引力影響等優點。此外，它還有一種人們不太熟悉的特性，即“不可滲透”性。也就是說，一束激光在傳播過程中，能構成一種無形的力量，使一般氣體不能穿透它！科學家們正是從這一新發現上，設想出宇宙輸氣管的。

一般的激光器發射的激光都是一束實心的“線”，如果用長圓筒形紅寶石激光器來發射激光，那么，從它的環狀截面輸出端射出的激光就會呈管狀。你也許覺得這不好理解，那就讓我們打個比方吧：自來水龍頭流出來的水，總是一條“實心”的水線，如果在自來水龍頭出水口的中心，放上一個比出水口小一點的圓木塊，水就會從圓木塊周圍噴出來，并且會形成一根“空心”的水管！這與奇妙的“光管”的情形有點類似。

在這種“光管”里，光束的分布是中心部位能量密度最小，也就是光子最少，越靠近圓周能量密度越大，也就是光子越多，到了圓周上，能量密度就達到最大，光子數量也最多，排列也最緊密，以至于氣體都不能滲透出去。這樣一來，“光管”就像固體管那樣，能“裝”氣體了！

怎么個“裝”法呢？當激光器開動，“光管”形成后，氣體從“光管”的下端中心部位輸進去，由于光子在飛速向前運動，所以輸進去的氣體，就被光子“夾”帶著同時向前飛奔，這就實現了氣體在“光管”內的輸送。

氣體在“光管”里的輸送，與液體在水管內的輸送有些不同，液體在水管內輸送時，由于水與管壁有摩擦力，因此一邊輸送一邊就減少了能量，速度也就慢了下來，這就是我們用的自來水，為什么管子越接近水塔水越急，越遠離水塔水越慢的原因。氣體在“光管”里輸送時，不但不會與“光壁”摩擦失去能量慢下來，反而會因與“光壁”的接觸越走越快！這是因為“光壁”不同于固體的水管壁，它是由飛速向前的光子組成的。氣體分子一碰上它，就會更快地向前輸送！這真是妙極了！

目前，科學家們設想的這種“光管”還只能在較短的距離內做實驗。按照目前激光技術的發展水平，如果用激光器把氣體真正輸送到月球上去，這種裝置的直徑要達到89米，月球上的接收裝置，還要比地球上的大一倍，即達到178米。這在目前還不是一個理想的實用標準。但科學家們預計，隨著激光技術的突飛猛進，將來的發射裝置，完全可以縮小到直徑只有25米，接收裝置則可縮小到50米。到那時，從地球到月球，或從地球到宇宙中的居民點，就可以用它來大量輸送空氣和氧氣了！

人類的腳步已經踏上了神秘的月球，實現了對月球的實地勘察，至于地球周圍的宇宙空間，人類的探測活動更是越來越頻繁了。大規模開發利用月球和地球周圍的空間，已經是指日可待了。這種設想的激光輸氣管，或許將在未來的大開發中發揮不可估量的作用！

（編輯 孫世奇）