当人们驾着飞船,第一次踏上月球的时候,这些探险者将踏遍月球,进行勘测和各种科学实验。他们彼此之间以及和月球上的科学基地间,怎样才能保持经常的通信联系呢?根据常识不难想到,需要利用无线电来联系。但是,在地球上现用的无线电通信的办法,能不能适用于月球呢?
无线电通信是依靠无线电波的传播来实现的。在地球上,无线电波的传播主要有三种方式。第一是沿地面传播的地面波,第二是经电离层反射的天波,最后是在大气空间中直接传播的直射波。在长波(波长在3000米以上)和中波(波长为200-3000米)通信中,主要依靠地面波传播。在短波(10-200米)通信中,由于短波的地面波部分很快就被地面吸收,因此主要依靠电离层反射的天波来传播。超短波波长太短(波长在10米以下),它的地面波部分被吸收得更厉害,而射向高空的电波则去穿过电离层,而不能反射回地面,所以超短波通信主要依靠直射波传播。
月球上的无线电通信,应该采用什么波长,利用哪一种传播方式呢?
发射长波和中波,需要的设备异常庞大,很难设想我们会带着这种庞然大物到月球去旅行。
月球上没有大气层,当然也不会因气体游离而产生出足以反射无线电波的电离层。因此,短波离开了月球上的发射天线以后,便会畅行无阻,射入茫茫的太空,一去不复返。可见在月球上利用短波接收机进行远距离通信也是不行的。
用超短波通信又怎样呢?大家知道,超短波只能依靠直射波传播,而直射波停播的距离基本上被限制在直视距离的范围内。地球的直径约为12740公里,而月球的直径只有约3475公里,因此,在月球上的直视距离要比在地球上短得多。例如,设发射天线高120呎(36.6米),接收天线高30呎(9.14米),则地球上的直视距离约为34公里,而月球上的直视距离只有16.6公里。在月球上即使同时采用高达300呎(约91米)的发射天线和接收天线,直视距离也不过35公里。这样的通信距离是太短了。
当然,可以考虑采用超短波接力通信来增加通信距离。但是这样的通信系统非常复杂,需要建立很多的接力站。最初踏上月球的毕竟是少数的人,而且他们为了适应环境保障生存而携带的物品,需要作的事情是很多的。短期内要在月球上建立起无线电接力通信网,是不切合实际的。
看来,在月球上实现无线电通信,并不是一个简单的问题。现在针对这个问题,正在进行大量的研究工作,也提出了一些初步的设想。
一个有趣的设想是:利用地球作为接力站。在月球上利用超短波把信号传送到地球,再由地球上的接力站转送到月球上去。月球上的无线电台如果使用定向天线指向地球,不需很大的功率,就可以和地球上的无线电台进行联系。由于地球自转的关系,不可能和地球上的一个电台保持经常联系,所以需要在地球上多建立一些联络电台,以便随时监听月球上传来的信号,然后把它转发到月球上的另一个接收台去。
这样,在月球朝向地球的一面上,探险队员们都可以利用地球上的接力站来进行无线电通信。但月球的另一面永远背着地球,探险队员到达那一面时,不可能利用地球的转送来进行通信。这时只好依靠发射的人造卫星或行星上的无线电设备来接力传送了。(张志义)