未来“月球城”怎么建

近日，意大利科学家透露他们发现了第一个“月球洞穴”，推动月球科研和人类探月计划都向前迈出了重要的一步。这个熔岩管洞穴可能被选为月球基地，它可为人类提供庇护所，躲避恶劣的月球表面气候，还能支持人类对月球的长期探索。

有专家畅想：未来月球居民可在3D打印的房屋里生活，或者穿着时尚太空服在激光切割出的球场上踢足球。“月球城”的生活究竟是什么样子？第一批定居者如何在月球上安营扎寨，以及那里可能拥有什么样的设施？

NASA曾设想在月球上建造一条铁路，利用漂浮机器人沿着柔性轨道运送材料。

这幅艺术图展示了NASA的“阿尔忒弥斯大本营”可能的样子。

本文图片来源：NASA官网

想要“宜居”需克服多重困难

美国国家航空航天局（NASA）正致力于实现10年内在月球南部地区建立“阿尔忒弥斯大本营”。为实现这一目标，NASA计划让机组人员搭载SpaceX飞船，降落到月球南极地区。

NASA目前还在考虑“月球城”的宏观设计，首先需要提上日程的，就是保护人类免受致癌的宇宙射线和严酷温度的伤害。

英国诺丁汉特伦特大学天文学副教授丹尼尔·布朗博士指出，月球上的条件非常恶劣。没有能够维持生命的大气层，而且温度走极端化——从类似液氮的极冷，到高于地球上水沸点的极热。

因此，“月球城”需要一个可加压的环境，以拥有可供人类呼吸的大气；同时也要有足够的隔热性能，以维持稳定舒适的温度。

英国贡希利地面站空间工程总监马修·科斯比认为，“月球城”应分阶段建设，类似于国际空间站的搭建。确保人类生存和机器人持续工作的“必需区域”，要包括一个生活区、基本的交通设施和可靠的发电基础设施（例如一大组太阳能电池板）。

科斯比表示，一旦这些基础设施部署到月面上，将由“人力与机器人混合”的设备进行组装，而不是单靠其中一种去完成搭建。月面上许多工作，可由机器人完成，仅在某些时候需要人类给予支持。

人类最需要的，是拥有足够保护的生活区。

就地取材还是从“地”搬运

生活区的设施，至少要包括床、厕所、实验室以及用于防止骨骼和肌肉萎缩的运动器材。

但是，这座建筑由什么构成呢？

其中一种选择是月球风化层，即月球的土壤。月壤具有特殊的反射特性，可充当抵御辐射粒子、热量和太空岩石的屏障。

至于该怎么利用这些月球风化层，以及其他一些支撑性和辅助性材料从哪来，科学家已进行了大量研究。目前的方案是：要么将风化层用作3D打印的材料来源，要么在地球上制造好直接送往月球。目前NASA的想法是，最好避免将大量地球材料（如砖块和钢桁架）带上月球，因为运输起来非常昂贵。

另一种选择就是在地下居住，比如将天然洞穴适当改造。这可能是更切实可行的解决方案，但也不是没有缺点。就最新发现洞穴而言，需要在月球表面下降100多米才能抵达洞穴，这在地球上都不是一件简单的事。在月球上，人们还要身着宇航服、携带设备下降，还要用到特殊的起重机和卷扬机。

人们还比较关心食物供应问题。目前，空间站上的宇航员吃的是经过重新水化和加热的小袋中的食物，这些食物当然是在地球上准备的。但由于月球宇航员会在太空中度过更长的时间，很可能要在月球上“种食物”。

以目前的技术水平，“月球菜单”上的食物可以包括由牛肉细胞培育的人造牛排，以及从月球风化层中生长出来的可食用植物。

当基础设施以及人类的吃和住得到解决，栖息地就可以逐渐增添一些“非必需”元素，最终变成一个繁华的“月球城”——拥有太空港、娱乐场所，甚至还有足球场。

NASA建设计划一再推迟

航天机构普遍对在月球南部地区建“城”感兴趣，因为那里有丰富的水资源，还是水冰的形式。它可成为第一批月球“探险者”的饮用水来源，还可帮助冷却设备，或分解产生用于燃料的氢气和呼吸所需的氧气。

美国密西西比大学空间法教授米歇尔·汉隆解释说，人类要想在月球上成功生存下来，最重要因素就是水。人们需要水来滋养自己，还要进一步加工和分解水冰，产生的氢气可以让仪器和机械设施在没有阳光直射的情况下也能运行。

对于月球南部这一选址以及接下来的取水、改建等一系列计划，NASA原本志在必得。该机构的意图是由他们建立第一个“月球城”，但与此相关的“阿尔忒弥斯计划”却由于暴露出的技术问题和隐患而一再推迟。

尽管NASA表示，该计划将于2026年9月实现，其绕月球轨道运行的空间站也已在地面建造。但技术挑战的现实如一道难以逾越的坎儿，人们普遍不看好其进度表。

英国思克莱德大学空间技术工程师马尔科姆·麦克唐纳预计，NASA重返月球不会在2028年之前实现，直到2030年代，人们才会认真考虑建立“月球城”。（记者 张梦然）

（来源：科技日报）