从地球拉根电线到月球多久能点亮灯泡？

唐庆旺

本文基于回答网友类似问题，这只是一个脑洞，在实际操作中不能说完全不可能，但难度是很大的。回答此类问题，只是基于普及一些基本常识，和大家一起学习讨论找点乐趣。

地球上可以拉电线到月球吗？







现在人类开发登陆月球和开发月球的热情越来越高，许多国家，包括中国也有载人登月的计划，而老美重返月球的计划已经推上实施，因此就有许多关于月球的奇葩想法在网上传播，比如拉一根电线到月球直接供电的问题。

地球在自转，月球也在围绕着地球公转，因此要拉一根电线去月球是不太可能的，即便能拉成也很快会变成麻花；况且这根电线要多粗？拉到月球的质量需要多少？

地月平均距离38.4万公里，我们以国际标准来计算，如果采用2.5平方毫米的绞合铜导线，每公里质量约22.25公斤，38.4万公里就重达8554吨，需要86辆载重100吨的重型卡车才能够运完；这还只是裸线，不包外皮，加上外皮重量远比这大。


而且月球轨道是个椭圆形，距离地球最远时可达40.6万公里，电线总质量也将增加。
而2.5平方毫米电线只有不到0.9毫米半径，这样细的线是禁不起多大力度拉扯的，这个我们只能忽略不计了。地月之间空间温差很大，空间温度可低至-200℃，而被太阳照射到时温度可达130℃，这个热胀冷缩怎么处理？





因此要拉电线去月球几乎做不到。

地球通过电线送电到月球多久能点亮灯泡？



我们现在假设一下这个问题：真的拉一根电线到月球，地球这边打开开关，电荷要多久才能到月球呢？这个问题貌似太简单了，这里不扯电子漂移速度每秒还不到1毫米这个话题，只说电流（或者说电场）传播就是光速，每秒约30万公里。

地月平均距离约38.4万公里，简单计算，如果是一根38.4万公里的电线连着两头，在地球打开开关，月球的灯泡1.28秒后就点亮了。如果在地球打开开关的人能够观察到这个灯泡的话，一去一回要在2.56秒后才能看到。





这只是平均距离的平均时间，而月球距离地球最近时为35.7万公里，最远时为40.6万公里，因此点亮月球灯泡的时间就看月球转到轨道哪个位置了。总体上说，电流传播时间约在1.19秒~1.35秒之间。这是直线，前提是电线不绕弯，不松垮折叠。

但问题是，这么长距离能将电送到月球吗？
从地球到月球用什么电线，需要多粗，电压需要多大才能够输送到月球点亮灯泡呢？

电阻是一个物理量，是表示导体对电流的阻碍作用大小，电阻越大，对电流的阻碍就越大。电阻通常用“R”表示，
计算电阻的公式为：R=ρl/s，
这里的ρ是导体电阻率，l导体长度，s导体横截面积。





为了解决电阻问题，在长途输电过程中，就要建设大量的输变电工程，提高电压。

根据公式计算，如果用2.5平方毫米的铜线为导线，在20℃常温下，每公里的电阻为6.88Ω（欧姆），这样，到达月球的电阻如果按照40万公里计算，总电阻就达到275.2万Ω，如果让月球上的灯泡得到220v/0.5A（约110瓦）的电流，地球这头就需要将电压升高到137.6万伏。

我国在特高压输电方面走在了世界前列，在淮东~皖南的特高压输变电工程，就是世界上电压等级最高、输送容量最大、距离最远、技术水准最先进的特高压输变电工程，电压达到110万伏。这个电压距离地球送电点亮月球上一个灯泡还差27万伏。





不过这个电阻是在常温20℃情况下产生的，电阻是温度越低越小，而地月空间温度有些地方达到零下一两百摄氏度，因此电阻是极小的，我想目前我国这个特高压技术送电到月球已经绰绰有余了。

但人类有必要拉线去月球吗？



有一种可能会拉电到月球附近，这就是未来可能采用的太空电梯。

不少国家都有制造一部太空电梯的设想，就在近日有俄罗斯学者在接受采访时就透露了一个惊人消息：中国正在计划打造配套的太空电梯。据悉日本听到这个消息后，很是着急，因为他们早有这个计划，因此急着希望赶在中国之前完成这个计划，准备斥资96亿美元，在250年打造完成，实现坐电梯去太空的梦想。





我们不管它是真是假，假定未来真的有这档子事，这个电梯也是需要用电的，这样电梯上带着一根电线去月球也不是不可能的。当然未来的导线不一定是用铜线，电阻也可以通过新技术降低，比如实现了超导就没有电阻了，这样将地球的电力输送到月球也不是不可能的。

但我想，从地球输电给太空电梯提供动力是有可能的，但给月球送电这种劳民伤财的傻事有必要做吗？我想科学家比我聪明多了，是不会做这种傻事的。即便是太空电梯，也可能不会由地球供电，而是在电梯上装置着发电设施，采用太阳能等方式供电。

而月球，有着比地球更有利的发电条件！



从地球输电到月球完全是舍近求远劳民伤财的事情，实在没有一丁点必要去做这种傻事，因为月球上至少有两个比地球更有利的发电条件，一是太阳能，二是核聚变。





月球上由于没有空气，太阳能量辐射毫无遮拦地直达月表，只要被太阳照射到的地方，温度可上升到130℃，而且月球自转27.32天（地球日）才一圈，也就是说太阳在月表移动得很慢，一个地方可暴晒近14天才会变成黑夜，这样的太阳能是在比地球强多了，为啥不利用呢？

据测算，即便使用目前最普通的太阳能发电装置，在月球上每平方米的发电量也可达到2.7kw/h（千瓦/小时），如果建造一个1000平方米的太阳能光伏发电厂，这每小时可产生2700kw的电能。

除此之外，富含核聚变优质燃料，也是月球一大优势。





可控核聚变的研究和试验已经进行几十年了，现已取得了突破性进展，预计在几十年后会推上商业运用。核聚变的燃料主要是重氢，也就是氘和氚，但更好的燃料是氦-3。氦-3是特别清洁、安全、高效的核聚变发电燃料，被科学家们称为“完美能源”。

但氦-3在地球上很稀有，整个地球储量只有约500公斤；氦-3在月球储量却很丰富，保守估计有100万吨以上。如果用氦-3作为燃料核聚变发电，只要100吨就能解决全人类1年的能源需求。因此，月球氦-3是将来解决地球燃料问题的一个途径。这样，人类登月用电，又何必舍近求远，不正好利用氦-3发电吗？





所以，不管未来怎么发展，直接从地球通过电线输电去月球都是没有必要的，这不是技术能不能解决的问题，而是舍近求远劳民伤财的问题。

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