未來“月球城”怎么建

近日，意大利科學(xué)家透露他們發(fā)現(xiàn)了第一個“月球洞穴”，推動月球科研和人類探月計劃都向前邁出了重要的一步。這個熔巖管洞穴可能被選為月球基地，它可為人類提供庇護(hù)所，躲避惡劣的月球表面氣候，還能支持人類對月球的長期探索。

有專家暢想：未來月球居民可在3D打印的房屋里生活，或者穿著時尚太空服在激光切割出的球場上踢足球。“月球城”的生活究竟是什么樣子？第一批定居者如何在月球上安營扎寨，以及那里可能擁有什么樣的設(shè)施？

想要“宜居”需克服多重困難

美國國家航空航天局（NASA）正致力于實(shí)現(xiàn)10年內(nèi)在月球南部地區(qū)建立“阿爾忒彌斯大本營”。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，NASA計劃讓機(jī)組人員搭載SpaceX飛船，降落到月球南極地區(qū)。

NASA目前還在考慮“月球城”的宏觀設(shè)計，首先需要提上日程的，就是保護(hù)人類免受致癌的宇宙射線和嚴(yán)酷溫度的傷害。

英國諾丁漢特倫特大學(xué)天文學(xué)副教授丹尼爾·布朗博士指出，月球上的條件非常惡劣。沒有能夠維持生命的大氣層，而且溫度走極端化——從類似液氮的極冷，到高于地球上水沸點(diǎn)的極熱。

因此，“月球城”需要一個可加壓的環(huán)境，以擁有可供人類呼吸的大氣；同時也要有足夠的隔熱性能，以維持穩(wěn)定舒適的溫度。

英國貢希利地面站空間工程總監(jiān)馬修·科斯比認(rèn)為，“月球城”應(yīng)分階段建設(shè)，類似于國際空間站的搭建。確保人類生存和機(jī)器人持續(xù)工作的“必需區(qū)域”，要包括一個生活區(qū)、基本的交通設(shè)施和可靠的發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施（例如一大組太陽能電池板）。

科斯比表示，一旦這些基礎(chǔ)設(shè)施部署到月面上，將由“人力與機(jī)器人混合”的設(shè)備進(jìn)行組裝，而不是單靠其中一種去完成搭建。月面上許多工作，可由機(jī)器人完成，僅在某些時候需要人類給予支持。

人類最需要的，是擁有足夠保護(hù)的生活區(qū)。

就地取材還是從“地”搬運(yùn)

生活區(qū)的設(shè)施，至少要包括床、廁所、實(shí)驗(yàn)室以及用于防止骨骼和肌肉萎縮的運(yùn)動器材。

但是，這座建筑由什么構(gòu)成呢？

其中一種選擇是月球風(fēng)化層，即月球的土壤。月壤具有特殊的反射特性，可充當(dāng)?shù)钟椛淞Ｗ印崃亢吞諑r石的屏障。

至于該怎么利用這些月球風(fēng)化層，以及其他一些支撐性和輔助性材料從哪兒來，科學(xué)家已進(jìn)行了大量研究。目前的方案是：要么將風(fēng)化層用作3D打印的材料來源，要么在地球上制造好直接送往月球。目前NASA的想法是，最好避免將大量地球材料（如磚塊和鋼桁架）帶上月球，因?yàn)檫\(yùn)輸起來非常昂貴。

另一種選擇就是在地下居住，比如將天然洞穴適當(dāng)改造。這可能是更切實(shí)可行的解決方案，但也不是沒有缺點(diǎn)。就最新發(fā)現(xiàn)的洞穴而言，需要在月球表面下降100多米才能抵達(dá)洞穴，這在地球上都不是一件簡單的事。在月球上，人們還要身著宇航服、攜帶設(shè)備下降，還要用到特殊的起重機(jī)和卷揚(yáng)機(jī)。

人們還比較關(guān)心食物供應(yīng)問題。目前，空間站上的宇航員吃的是經(jīng)過重新水化和加熱的小袋中的食物，這些食物當(dāng)然是在地球上準(zhǔn)備的。但由于月球宇航員會在太空中度過更長的時間，很可能要在月球上“種食物”。

以目前的技術(shù)水平，“月球菜單”上的食物可以包括由牛肉細(xì)胞培育的人造牛排，以及從月球風(fēng)化層中生長出來的可食用植物。

當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)施以及人類的吃和住得到解決，棲息地就可以逐漸增添一些“非必需”元素，最終變成一個繁華的“月球城”——擁有太空港、娛樂場所，甚至還有足球場。

NASA建設(shè)計劃一再推遲

航天機(jī)構(gòu)普遍對在月球南部地區(qū)建“城”感興趣，因?yàn)槟抢镉胸S富的水資源，還是水冰的形式。它可成為第一批月球“探險者”的飲用水來源，還可幫助冷卻設(shè)備，或分解產(chǎn)生用于燃料的氫氣和呼吸所需的氧氣。

美國密西西比大學(xué)空間法教授米歇爾·漢隆解釋說，人類要想在月球上成功生存下來，最重要因素就是水。人們需要水來滋養(yǎng)自己，還要進(jìn)一步加工和分解水冰，產(chǎn)生的氫氣可以讓儀器和機(jī)械設(shè)施在沒有陽光直射的情況下也能運(yùn)行。

對于月球南部這一選址以及接下來的取水、改建等一系列計劃，NASA原本志在必得。該機(jī)構(gòu)的意圖是由他們建立第一個“月球城”，但與此相關(guān)的“阿爾忒彌斯計劃”卻由于暴露出的技術(shù)問題和隱患而一再推遲。

盡管NASA表示，該計劃將于2026年9月實(shí)現(xiàn)，其繞月球軌道運(yùn)行的空間站也已在地面建造。但技術(shù)挑戰(zhàn)的現(xiàn)實(shí)如一道難以逾越的坎兒，人們普遍不看好其進(jìn)度表。

英國思克萊德大學(xué)空間技術(shù)工程師馬爾科姆·麥克唐納預(yù)計，NASA重返月球不會在2028年之前實(shí)現(xiàn)，直到2030年代，人們才會認(rèn)真考慮建立“月球城”。

◎ 來源|科技日報