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登陸月球,“基地”該如何建?

作者:中國科學技術館

國家航天局在“中國航天日”開幕式上釋出的“國際月球科研站概念視訊”中透露,國際月球科研站計劃于2035年前建成基本型,開展常态化月球科學試驗、資源利用與技術驗證。

随着科技的不斷進步,月球科研站的概念正逐漸從科幻走向現實。如今,國家航天局的這一計劃,不僅展示了我們對月球探索的堅定決心,也預示着人類太空探索的新篇章即将開啟。

如何在太空駐留,人類可以說是越來越熟練,當然,想要在月球上“搞事情”,比在近地軌道的空間站要更難,更主要的是,更貴,貴得多得多!之前不是有個比喻嗎,用于登月的土星5号火箭,發一次,相當于燒掉了一艘航空母艦。

登陸月球,“基地”該如何建?

貴當然有貴的道理,地月平均有38萬公裡,足夠繞咱們地球赤道9圈多,而近地軌道的空間站才400公裡。月球上幾乎沒有大氣層,熱得快涼得也快,白天能有120多度,夜晚能到零下180多度,晝夜溫差300多。和在太空裡裸奔的空間站也沒啥差別。

不過好在,月球是個慢性子,自轉得很慢,轉一圈要29.5天,好比是“月上一天,地上一月”。是以月球上的白天黑夜各有兩周那麼長,不然這一冷一熱的,還真容易感冒呢。

登陸月球,“基地”該如何建?

那月球上都以這種周期晝夜交替嗎?也不是,和地球上類似,月球的南北極也有極晝極夜現象,尤其是靠近極點的位置,全年累計光照時間能達到300來天,連續光照天數也能有200多。這對探測器或者月球基地來說,絕對是風水寶地啊。

因為連續的光照,意味着持續的太陽能供應,工作時間能充分延長,效率将大大提高!同時,南北兩極的太陽高度角非常小,一般也就2度。

登陸月球,“基地”該如何建?

咱們知道,月球上有很多撞擊坑環形山,南北極也不例外,甚至地形地貌更為複雜。極低的太陽高度,加上地形遮擋,就會出現連續無光照的永久陰影區。這就意味着,很可能會有以冰的形式存在的水。2010年有衛星撞擊月球的永久陰影區,通過分析濺射的塵埃,也證明了這一可能。

登陸月球,“基地”該如何建?

有了水那能幹的事兒可就多多啦,供航天員飲用,制備氧氣,生存保障的成本能大大降低。但比這更具意義的是,電解水還可以制備液氫、液氧推進劑,減輕從地球到月球往返運輸的負擔,能為探索更遙遠的深空提供支援。還記得咱們講太空馬桶嗎,太空中每一份資源都很珍貴。孫子兵法就說過啊,食敵一鐘,當吾二十鐘。農耕時代尚且如此,更别說現在了。得半路建立補給站,走一路用一路。

登陸月球,“基地”該如何建?

不過雖說南北極,是建設月球基地的絕佳選擇。但就目前來看,隻有十分之一的着陸點可供挑選,畢竟南北極的地形地貌十分複雜,降落的難度還是很大的。

地點選好了,基地該如何建呢?一種是馬斯克式的多艙連接配接模式,采用多個剛性艙在月球軟着陸,然後連接配接起來,形成一個工作生活區。是不是有點眼熟?對,跟組裝空間站有點類似。這種基地組建起來比較快,但太小了,隻能提供3到6位航天員的駐留和工作生活。

還有一種是就地取材,開采月球上的礦石、月壤,加工成可利用的建築原料,利用3D列印造房子。這樣可以充分利用月球的地形地貌,選取熔岩洞或者隕石坑,再加個穹頂。這樣才能讓月球基地,真正成為深空探索的重要補給站。

登陸月球,“基地”該如何建?

要不了多久,就會出現第一個月球科考站,繼而從無人到有人,從短期運作到長期值守,人類走出搖籃,走向深空的腳步也許不并不快,但每一步都很紮實。

登陸月球,“基地”該如何建?

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