不带一砖一瓦，如何在月球建造基地？

当地时间9月3日，美国国家航空航天局（NASA）宣布再次推迟新一代登月火箭“太空发射系统”的发射。有分析人士指出，美国的探月计划目前面临多种困难。不过，未来人类的探月热情预计将更加高涨。

1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球留下第一个人类脚印。如今50多年过去了，人类却没有重返月球。原因自然不是阴谋论，而是当时美国人没想好下一步要做什么。

那次登月消耗了美国GDP的0.57%，如果在2021年，就是1300亿美元，人们当然要考虑花这么多钱会得到什么。显然，NASA没能在这个问题上说服他们的国会。科学家们甚至绕过月球，天天炒作移民火星。可人类在月球都没留下一砖一瓦，何况遥远的火星。

那么，月球上有什么值得人类投入巨大成本？**能源是第一个理由。**月面上没有尘埃和水气的消减，光电转换效率极高。月球每年接受的太阳能相当于人类年耗能的2.5万倍。**月面上还存在“永昼区”，**由于自转和公转之间的关系，阳光永远照射在月球极区的个别地方，在那里，太阳能发电可以全天候进行。

这还是以现有技术马上就能利用的能源，**氦-3更是未来能源。它在发生热核反应时不产生中子，被视为最好的可控核聚变推进剂。**氦-3在地球上十分稀少，人类到目前为止只制取到0.5吨。而月面就是氦-3的巨矿，科学界对其储量的估计从100万吨到数百万吨不等。全球每年的能源消耗，也不过相当于数吨氦-3而已。

想建月球基地？月球本身就有建设材料，可以就地取材，那就是月壤。月壤是月岩经过亿万年碎裂后形成的粉尘，或者小天体撞击后的溅射物。月壤在月面上几乎到处都有，厚度从几厘米到几米不等。

1969年，没有任何设备能利用月壤。然而今天已经有了，那就是3D打印机。**月壤是优质的3D打印原料，而现在的3D打印技术已经能在地面上建造小型房屋。**所以，人类建设月球基地的第一步，不是航天员带着沉重的建材到那里组装，而是向月面发射大型3D打印机，通过遥控预制出人类居住和工作的空间，再派航天员长期值守。

**月面几乎是真空的，航天员在那里要承受高能宇宙射线辐射，而月壤本身就可以提供保护。**所以，人类基地不会像《独行月球》那样建在月球表面，而是选择月壤较厚的地方往下挖，让顶上的月壤成为屏蔽层。

月面昼夜分明，忽冷忽热，而月壤导热系数很低，1米以下就是恒温层，温度长期保持在-20℃左右，相当于地球上的冷库，但只要有保温装置就能承受。**月岩导热性能是月壤的1000倍，很容易被晒热，也容易释放热量。**如果在基地上方铺设形状规则的月岩板，白天让太阳把它加热到100℃以上，再用机械装置降入地下，释放热量，就能形成一套能源系统。

月壤里面有二氧化硅和氧化铝，含量均达到普通建设陶瓷的要求，可以用微波烧结法加工成块，又可以制造玻璃纤维，这些过程都不需要消耗宝贵的水。玻璃纤维也是3D打印的原料，未来在月球上，可能有很多工作和生活用品，甚至建材本身都要使用玻璃纤维。

月壤里面还有大量的氧化物，美国有公司曾用集热光纤进行实验，可以提取其中9.6%的氧气。甚至，月壤和月岩里都有“结合水”，稍经加热就能释放出来。什么？这些工程都需要电？前面已经说过，月球电力供应会十分充足。

甚至，金属材料都不需要由地球提供。**月球自形成后被无数小行星撞击过，这其中也有金属质小行星。撞击发生后，这些金属就埋在撞击点之下。**月球没有地质运动，即使过几亿年甚至几十亿年，它们都会留在原地。如果仔细勘察环形山，便能从下面找到金属，通过简单的融熔就可以使用。

以前人类不敢大手笔开发月球，一个重要原因就是各种补给都要从地球上输送。现在看来，只需要投入能遥控的各种小型设备，就能从月面获得能源、水、氧和建筑材料。

**这种工程叫作“原位开发”，目标是用当地资源替代地面补给，**就地生根，而不是把月球资源送回地球。是的，除了氦-3，科学家只在月球样本中发现过5种地球上没有的物质，并且价值都不高。开发月球的目标是在地球之外建立基地，而不是要把大量产品运回地球。

如果这样更换思路，你就会发现，月面确实大有可为。

来源：科普时报

作者：郑军

编辑：吴桐

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