未來“月球城”怎么建

  來源:科技日報2024-08-21
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核心提示:近日,意大利科學家透露他們發(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所,躲

近日,意大利科學家透露他們發(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”。為實現(xiàn)這一目標,NASA計劃讓機組人員搭載SpaceX飛船,降落到月球南極地區(qū)。

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

英國諾丁漢特倫特大學天文學副教授丹尼爾·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·科斯比認為,“月球城”應分階段建設,類似于國際空間站的搭建。確保人類生存和機器人持續(xù)工作的“必需區(qū)域”,要包括一個生活區(qū)、基本的交通設施和可靠的發(fā)電基礎設施(例如一大組太陽能電池板)。

科斯比表示,一旦這些基礎設施部署到月面上,將由“人力與機器人混合”的設備進行組裝,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,是擁有足夠保護的生活區(qū)。

就地取材還是從“地”搬運

生活區(qū)的設施,至少要包括床、廁所、實驗室以及用于防止骨骼和肌肉萎縮的運動器材。

但是,這座建筑由什么構成呢?

其中一種選擇是月球風化層,即月球的土壤。月壤具有特殊的反射特性,可充當?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化層,以及其他一些支撐性和輔助性材料從哪來,科學家已進行了大量研究。目前的方案是:要么將風化層用作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,因為運輸起來非常昂貴。

另一種選擇就是在地下居住,比如將天然洞穴適當改造。這可能是更切實可行的解決方案,但也不是沒有缺點。就最新發(fā)現(xiàn)洞穴而言,需要在月球表面下降100多米才能抵達洞穴,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、攜帶設備下降,還要用到特殊的起重機和卷揚機。

人們還比較關心食物供應問題。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,這些食物當然是在地球上準備的。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”。

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

當基礎設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建設計劃一再推遲

航天機構普遍對在月球南部地區(qū)建“城”感興趣,因為那里有豐富的水資源,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,還要進一步加工和分解水冰,產(chǎn)生的氫氣可以讓儀器和機械設施在沒有陽光直射的情況下也能運行。

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。該機構的意圖是由他們建立第一個“月球城”,但與此相關的“阿爾忒彌斯計劃”卻由于暴露出的技術問題和隱患而一再推遲。

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

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

【編輯:月兒】

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