月球基地:人類在月球上建立的生活、工作區域-中文百科頻道

建立目的

在月球上建立基地，主要有以下目的：更好地開展天文觀測等科學活動；在月球上建立空間發電站供地球使用；開發月球各種礦物資源；為人類向更遠的目标探索提供一個落腳點；為飛向更遠的行星的飛船提供建造材料甚至提供推進劑；為更遠的将來人類向月球移民打前站。向月球發射一艘宇宙飛船，代價已經十分高昂，建造月球基地将花費更大的成本。因此，到目前為止，月球基地還處在一般性探讨階段。

建設構想

建造月球基地與建造太空城市一樣，對于普通人來說是一件不可思議的神奇事兒。但這件神奇的事兒卻早已明确擺在了科學家面前，他們不僅對之進行了長期探索，而且正在準備進行具體實施。

美國

美國是最先決定創建月球基地的國家。據報道美國已決定耗資1000億美元，建立臨時月球太空城。這一計劃将分階段進行。最初建立臨時基地，人數從十幾人逐步增加到數十人，他們将在月球進行礦物開采和冶煉試驗，并為建造永久基地做準備。2007年建成中小型永久基地，人數增加到百餘人，逐步形成從開采、冶煉到運輸的整套生産系統。最後是在月球上建成一個可以容納千人的月球城，各種類型的生産、生活、娛樂設施日趨完備，物資自給自足有餘，還可以“出口”地球。

美國的這一月球基地藍圖，占地8000平方米，是一座圓形3層建築物，直徑64米，每層高4.5米。屋頂由混凝土建造，再覆以月球土，厚0.7～2.5米。牆壁分内外兩部分，外牆6層，厚1.4米，内牆厚2.5米，内外牆中間夾0.7米厚的月球土，主要用于防宇宙射線、太陽風，以及隕石的撞擊。另外建築物中間還有一個圓形防空洞，一旦建築物受損，大氣外洩，人可以躲入其中避難。

日本

與此同時，日本由未來工程學研究所牽頭，召集能代表日本水平的大學、研究所以及20多家企業的技術專家，成立了“月球基地與月球資源開發研究會”，也提出了一份月球基地的建設藍圖。這一藍圖計劃分為5個階段實施。第一階段從本世紀末到下世紀初，主要對月球進行調查探測，用機器人為基地選址，繪出月球資源分布圖。第二階段從2004年開始，建設可供6～8人居住的直徑為6米、長為11米的基地，人們可以不定期地在這裡工作，時間為幾天到幾周。2010～2020年為第三階段，基地擴大到可供8～32人居住，建成可防止陽光強烈輻射的保護裝置，工作人員可在這裡連續工作3～12個月。2020～2030年為第四階段，基地進一步擴大，工作人員增至64～125人，居住時間長達1～5年，逐步解決氧氣自給問題和農場建設問題。2030年以後進入第五階段，基地做到完全自給自足，開始進行能源生産，月球和地球之間開辟定期航線，使月球基地成為人類在地球以外建立的第一個真正的太空居民點。

中國

據中國消息，中國要在太空中建立實驗室，争取将來在月球上建基地，開掘月球礦藏。中國人邁向外太空的第一步-載人航天也要在三年内實現。

據報道，中國科學家前日在“科技周”的報告中首次披露中國進軍外太空的藍圖。中國探月計劃首席科學家歐陽自遠院士介紹說，他們的遠期目标是在月球上建立基地，并開采礦藏為人類服務。

歐陽自遠說，理論上中國已完全具備了月球探測的能力。他透露：“中國月球探測計劃的目标，是建立月球基地，開發、利用月球上各種豐富資源，而中國的第一次月球探測，将從發射月球資源探測衛星開始。”

月球探測衛星将繞近月軌道運行，對月球進行整體性與綜合性的探測，探明月球上蘊藏豐富的氦3、鐵、钛、水冰等能源和資源，并查明月球表面的環境、地貌、地質構造與物理場。

歐陽自遠說，高效、清潔、安全、廉價的核聚變發電燃料氦3，在月球上蘊藏豐富，初步估算，月壤中的資源總量可達100至500萬噸，8噸氦3所發的電就可滿足中國一年的用電量，100噸氦3就能滿足全球一年的電力需求。因此，利用月球資源衛星探明月球上氦3的儲量和分布，對中國未來能源戰略有着重要意義。

“神舟”三号副總設計師王壯說，中國宇航員飛入太空将在2005年前實現。他介紹，目前中國已有12名候選宇航員待命。中國已自行研制了返回艙、宇航服等設備。其中僅宇航服的造價就高達“千萬元量級”。

中國的太空計劃分三步：實現載人航天；建立空間實驗室；建立空間站，實現與國際空間站對接。作為更長遠的登陸外星球工程，專家們計劃先遙探月球環境，為将來建設月球基地選址。

印度

印度正在研究在月球尋找一塊約15平方公裡的土地，以建立該國第一個月球基地，為進行載人登月等空間活動作準備。

月球基地在坡度上應該較為平坦，一端有擡高的地形，可以接觸陽光；基地還應該有個坑，可以存放足夠的水；此外，基地還應該有足夠的陰影區，供未來在月球生活的人員在天熱時“納涼”。

印度空間研究組織計劃2013年發射“月船2号”探測器，這一無人探測器将在選定的月球着陸場所降落，并對科學家選定的月球基地進行考察。2020年，印度空間研究組織将開始建立月球基地，為印度首次載人登月作準備。

俄羅斯

根據俄羅斯科學院2012年發布的一項太陽系探索十年計劃，俄羅斯把月球和火星列為首要考察目标。俄科學家主張2015年起發射月球着陸探測器，考察月球南北極；2020年後發射月球車，實施落月探測；2023年着陸探測器再赴月球收集标本。留在月球的月球車和着陸裝置将成為構建月球基地的首批基礎設施。除此之外，俄羅斯将積極參與歐洲航天局的火星探測計劃，包括發射火星軌道探測器、觀測火星大氣、發射火星車、考察火星表面等。

生活物資

人類要在月球表面正常生活居住，首先離不開必不可少的淡水和氧氣。科學家發現月球的沙土含有很多的氧，他們便提出了用月球沙土制造淡水和氧氣的設想。這一設想是先用鏟車自動挖掘月面的沙土，從中選出含氧的鐵礦物，然後用氫使含氧鐵礦物還原，便可制得淡水了。有了水，通電使水電解，得到的是氧氣和氫氣。氧氣經液化貯存，随時可向基地居民供應。最初用作還原劑的氫可以從地球上運來，生産開始後電解水獲得的氫即可循環使用。據估計，190噸月球沙土含有15～16噸含氧鐵礦物，可制得1噸氧氣。而1年隻需要生産1噸氧便可維持月球上10人生存的需要。

其次，人類要在月球自給自足系統中生活，還必須保證食物供應。近幾年來，科學家在太空站上進行了大量的生物實驗，先後培育出了100多種“太空植物”，其中包括小麥、玉米、燕麥、大豆、西紅柿、蘿蔔、卷心菜、甜菜等。而且證明在太空失重條件下，在月球土壤中植物種子發芽率更高，生長更快，開花或抽穗時間更早。科學家還對一些動物進行了試驗，證明失重狀态不會影響新生命的誕生。在太空站裡，果蠅能像在地球上一樣交配、産卵、繁殖後代；蜜蜂會築巢，蜂王照樣生兒育女。送上飛船的60隻鹌鹑蛋，返回地面後仍能孵化出小鹌鹑。在飛船上擱置了59天的魚卵，回到地面全都順利地孵出了魚苗。哺乳動物也不例外，雌鼠、雄鼠放在籠子裡送上太空，照樣合歡同居，雌鼠照樣受孕懷胎，回到地面後産下了第一代“太空鼠”。因而隻要在月球上建立起月球農業和養殖業基地，月球上人的食物來源是有充分保障的。

第三是月球基地的能源供應更不成問題。因為月球上無風無雨，晴朗無陰，終日有陽光照射，而且沒有大氣吸收，太陽的輻射強度大約是地球上的1.5倍。因此，月球上完全可以利用太陽能來照明、供熱、采暖、發電。當然，必要時還可以在月球上建立核電站，以保證基地能源的充足供應。

門德爾計劃

90年代初，美國休斯敦航天中心負責人溫德爾·門德爾向白宮重提建設月球基地。科學家認為建立一個月球基地對支持在太空進一步大規模的開發是極重要的。在巴西的聖卡塔林島，美國科學家正在為開辟月球基地，進行類如“生物圈2号”的全封閉模拟實驗。門德爾計劃的第一階段從1997年開始，先發射人造衛星，為基地選擇最佳地點作勘測。第二階段從2005年開始，為施工階段，将向月球運送起重挖掘等基建機械，并用微波對地基進行硬化處理。第三階段為構件組裝，采用21根直徑6米，長18米的巨型管道，組成3個等邊六角形，六角形中用高壓充氣建立18米高的巨大圓艙，人員設備皆可容納在管道或圓艙中。第四階段開采利用月岩中氧、鋁、鐵、钛、矽等資源，制取生活用氧，及擴建月球基地所需的金屬、玻璃等原材料。科學應用國際公司根據門德爾計劃第四階段作了相應的研究，其結果是令人樂觀的：一座重量為1噸的小型試驗型化工廠，在1年中可把10噸以上的月岩加工成氧、金屬和玻璃。

門德爾的整個計劃需耗資上千億美元，人類必須不間斷地努力100年才能完成。

重返月球

2006年12月，美國宇航局對外公布了“重返月球”計劃，其核心目标是2024年在月球上建立永久基地，月球南極有望成為選址地點。建成後的月球基地上将有探測車和生活區，能夠實現電力供應，保證宇航員在月球上長駐180天。以下就是《新科學家》雜志公布的美國未來月球基地設計方案：

1.最終目标：4名宇航員在月球停留半年

美國宇航局已經審查了十多個在月球上建設人類居留地的不同設計方案。每個設計方案的最終目标都是能在無需補給任務的情況下，讓4名宇航員在月球上停留180天。這個基地由堅硬的圓柱形登月艙構成，每個都将放在月球登陸器的頂部，被送到月球表面。美國宇航局設想在把補給品送上月球，并實現每年執行兩次載人任務後，于2030年之前建成一個功能齊全的宇航員居留地。但是月球居留地至少要在最初幾年依靠太陽能電池闆。太陽能電池闆收集的一部分能量會被儲存起來，以備陽光無法利用的時候為該基地提供能量。

2.可利用核反應堆供能

在月球上的漫漫長夜，可利用核反應堆供能，如果居留地不是位于極地，月球之夜最長可持續大約14天。這些反應堆的功率為40千瓦，大約足以供30家普通美國家庭使用。反應堆上方的黑色面闆是散熱器，可用來疏散過剩的熱量。為了防止宇航員受到反應堆傷害，這些東西都距離居留地有一段距離，而且周圍被成袋的月球土包圍。其他設計方案要求把核反應堆埋在月球地下。

3.美國宇航局希望設計一種加壓月球車

為了探索月球表面，美國宇航局希望設計一種加壓月球車，它可當作移動月球居留地。宇航員利用它可在數周時間内持續探索月球表面，期間無需返回大本營。如果供應品補給站分布在道路沿線，這些月球車或許可以離開大本營數百公裡。

4.居留地和月球車将穿上“太空服”

又粘又細的月球塵土可破壞保護層，它們可能是一大健康隐患。為了解決這個問題，美國宇航局正在考慮給居留地和月球車穿上“太空服”，這樣塵埃就無法進入居留地和月球車内部了。這兩件“太空服”是用來裝備加壓月球車的。宇航員從這種服裝的後面進入室内，然後利用月球車前去探索月面。

5.巨型六腿機器人可駝整個宇航員居留地

月球車和推土機可能并不是唯一在月球表面移動的裝置。一種被稱作ATHLETE的巨型六腿機器人可以用背駝走整個宇航員居留地，它通過蹲伏姿勢，讓居留地的門靠近地面。

未來探索仍有不确定性

小布什總統宣布這項計劃後不久，美國宇航局确定實現重返月球這個目标的最好方法，是建設一個可以确保4名宇航員一次停留180天的居留地。現任總統奧巴馬在2009年初支持一項重返月球計劃，由于他已經下令擴大對美國宇航局的人類太空飛行計劃的審查範圍，這些計劃可能還會發生變動。這次審查預計将在8月底結束。

美國宇航局2010年的預算需求也會導緻重返月球的時間表發生變動。德克薩斯州休斯頓美國宇航局約翰遜航天中心月表系統項目辦公室副主管馬修·倫納德(Matthew Leonard)說：“我們得到的人類重返月球計劃的預算開支無法維持到2020年。”盡管如此，該局仍在為實現這個目标而努力，打算在2021年把第一批宇航員送上月球，并通過把貨物送上月球，且每年實施兩次登月球任務，在月球上建立居留地。