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人类建造月球基地究竟有多难


随着中国国家航天局(CNSA)宣布成功完成“嫦娥四号”探月任务的新阶段任务,之前“嫦娥四号”成为首个在月球背面软着陆的航天器。于是乎,在全球范围内人类月球登陆50年之后,建造月球基地的可行性逐渐成形。

虽然只有美国在月球上留下了足迹,但是美国人现在不得不加倍努力迎头追赶。到2018年8月美国才宣布建造一个永久性月球基地的计划,在此之前美国宇航局关注的焦点是火星,相比之下,欧洲航天局已经领先一步。

欧洲航天局宣布计划建造一个永久性月球基地,提出的“月球村”概念将包括各种群体,其中包括:科学家、艺术家、公共组织和私人组织。月球村可用于天文研究、旅游或者地质勘探地球上短缺矿物质。

同时,美国麻省理工学院媒体实验室空间探索计划创始人阿里尔·埃克布劳也希望“空间民主化”,为此他召集了一支多学科研究小组,具备了机器人、合成神经生物、建筑、艺术、空间和设计等技术力量。

月球表面温度在零下127摄氏度至零下173摄氏度之间,存在着一定的辐射等级,处于低重力条件,其重力仅是地球的六分之一。一个月球日大约相当于29个地球日,这意味着登陆月球的探测器将经历持续29个的白天,然后是持续29个的黑夜,太阳能充电可能成为一个问题。因此,月球前哨基地的任何新技术都必须适应这些条件。

德国太空专家皮埃尔·亚历克西斯·朱梅尔称,这项太空竞赛将持续5年时间,因为月球竞赛的目标是将最好的团队想法带到月球表面。

“月球竞赛”技术原型是在月球条件下进行测试,并构建在月球任务基础之上。朱梅尔表示,这项太空任务主要依靠多家太空机构协作完成,我们最初计划在2024-2025年实现。

尽管早期月球基地的概念富有艺术想象力,但实际将受到现实条件的约束限制,毕竟到月球旅行成本非常昂贵。太空负载越重,所需燃料就越多,相应的成本也越高。利用月球现有资源建造一个生活空间是具有意义的,有可能使用熔岩管,在月球早期火山活动形成的隧道作为避难所,获取月球表面之下的冰冻水资源。但一个更加直接的计划是利用月球风化层建造一个栖息地。

科隆大学马蒂亚斯·斯佩尔教授与德国航天机构DLR合作,使用火山粉末制造砖块,这些砖块将建造一个类似冰屋的建筑结构,这样它就能抵抗来自顶部的额外压力。

斯佩尔说:“但是仅仅建造一个月球人类定居点将是一个缓慢的过程,做一块砖大约需要5个小时,建造一个冰屋需要1万块砖,这需要几个月的时间。”

如果投入使用更多的透镜,并采用机器人建造月球人类定居点,相应的建造时间可以缩短,但这是一个可行的计划。月球风化层可以用于建造像混凝土一样坚固的建筑。当前的技术仅能提供混凝土五分之一的强度,大约相当于石膏的强度,因此需要进一步开发设计才能达到最终理想的强度。下一个阶段是评估,幸运的是,欧洲航天局大型月球设施将于今年晚些时候开始建设,该设施可以为未来人类月球生活提供技术和生存条件。

此外,新能源技术是人类在月球上生活的关键,地球上的燃料电池需要氢和氧(通常来自空气)之间的化学反应来产生电能,而水是副产物。虽然月球没有大气层,但仍残留部分大气成分。负责开发这些最新技术的考利表示,可以将月球上的水资源进行分解,在夜晚重新组合产生电能。

一旦这些技术得以完善并进行测试,并确保在月球条件下工作,宇航员将能够建立一个月球基地,这比你想象的要实现得更快。   



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