月球基地是指人類在月球上建立的生活與工作區(qū)域。 在月球上建立基地，主要有以下目的：更好地開(kāi)展天文觀測(cè)等科學(xué)活動(dòng);在月球上建立空間發(fā)電站供地球使用;開(kāi)發(fā)月球各種礦物資源;為人類向更遠(yuǎn)的目標(biāo)探索提供一個(gè)落腳點(diǎn);為飛向更遠(yuǎn)的行星的飛船提供建造材料甚至提供推進(jìn)劑;為更遠(yuǎn)的將來(lái)人類向月球移民打前站。向月球發(fā)射一艘宇宙飛船，代價(jià)已經(jīng)十分高昂，建造月球基地將花費(fèi)更大的成本。因此，到目前為止，月球基地還處在一般性探討階段。

 構(gòu)想

建造月球基地與建造太空城市一樣，對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)是一件不可思議的神奇事兒。但這件神奇的事兒卻早已明確擺在了科學(xué)家面前，他們不僅對(duì)之進(jìn)行了長(zhǎng)期探索，而且正在準(zhǔn)備進(jìn)行具體實(shí)施。

美國(guó)是最先決定創(chuàng)建月球基地的國(guó)家。據(jù)報(bào)道美國(guó)已決定耗資1000億美元，建立臨時(shí)月球太空城。這一計(jì)劃將分階段進(jìn)行。最初建立臨時(shí)基地，人數(shù)從十幾人逐步增加到幾十人，他們將在月球進(jìn)行礦物開(kāi)采和冶煉試驗(yàn)，并為建造永久基地做準(zhǔn)備。2007年建成中小型永久基地，人數(shù)增加到百余人，逐步形成從開(kāi)采、冶煉到運(yùn)輸?shù)恼咨a(chǎn)系統(tǒng)。最后是在月球上建成一個(gè)可以容納千人的月球城，各種類型的生產(chǎn)、生活、娛樂(lè)設(shè)施日趨完備，物資自給自足有余，還可以“出口”地球。

美國(guó)的這一月球基地藍(lán)圖，占地8000平方米，是一座圓形3層建筑物，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。墻壁分內(nèi)外兩部分，外墻6層，厚1.4米，內(nèi)墻厚2.5米，內(nèi)外墻中間夾0.7米厚的月球土，主要用于防宇宙射線、太陽(yáng)風(fēng)，以及隕石的撞擊。另外建筑物中間還有一個(gè)圓形防空洞，一旦建筑物受損，大氣外泄，人可以躲入其中避難。

與此同時(shí)，日本由未來(lái)工程學(xué)研究所牽頭，召集能代表日本水平的大學(xué)、研究所以及20多家企業(yè)的技術(shù)專家，成立了“月球基地與月球資源開(kāi)發(fā)研究會(huì)”，也提出了一份月球基地的建設(shè)藍(lán)圖。這一藍(lán)圖計(jì)劃分為5個(gè)階段實(shí)施。第一階段從本世紀(jì)末到下世紀(jì)初，主要對(duì)月球進(jìn)行調(diào)查探測(cè)，用機(jī)器人為基地選址，繪出月球資源分布圖。第二階段從2004年開(kāi)始，建設(shè)可供6～8人居住的直徑為6米、長(zhǎng)為11米的基地，人們可以不定期地在這里工作，時(shí)間為幾天到幾周。2010～2020年為第三階段，基地?cái)U(kuò)大到可供8～32人居住，建成可防止陽(yáng)光強(qiáng)烈輻射的保護(hù)裝置，工作人員可在這里連續(xù)工作3～12個(gè)月。2020～2030年為第四階段，基地進(jìn)一步擴(kuò)大，工作人員增至64～125人，居住時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1～5年，逐步解決氧氣自給問(wèn)題和農(nóng)場(chǎng)建設(shè)問(wèn)題。2030年以后進(jìn)入第五階段，基地做到完全自給自足，開(kāi)始進(jìn)行能源生產(chǎn)，月球和地球之間開(kāi)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(gè)真正的太空居民點(diǎn)。

人類要在月球表面正常生活居住，首先離不開(kāi)必不可少的淡水和氧氣，而月球上既沒(méi)有水又沒(méi)有空氣。這怎么辦呢?科學(xué)家發(fā)現(xiàn)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(shè)想。這一設(shè)想是先用鏟車自動(dòng)挖掘月面的沙土，從中選出含氧的鐵礦物，然后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(jīng)液化貯存，隨時(shí)可向基地居民供應(yīng)。最初用作還原劑的氫可以從地球上運(yùn)來(lái)，生產(chǎn)開(kāi)始后電解水獲得的氫即可循環(huán)使用。據(jù)估計(jì)，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年只需要生產(chǎn)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(tǒng)中生活，還必須保證食物供應(yīng)。食物從哪里來(lái)呢?近幾年來(lái)，科學(xué)家在太空站上進(jìn)行了大量的生物實(shí)驗(yàn)，先后培育出了100多種“太空植物”，其中包括小麥、玉米、燕麥、大豆、西紅柿、蘿卜、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(fā)芽率更高，生長(zhǎng)更快，開(kāi)花或抽穗時(shí)間更早?？茖W(xué)家還對(duì)一些動(dòng)物進(jìn)行了試驗(yàn)，證明失重狀態(tài)不會(huì)影響新生命的誕生。在太空站里，果蠅能像在地球上一樣交配、產(chǎn)卵、繁殖后代;蜜蜂會(huì)筑巢，蜂王照樣生兒育女。送上飛船的60只鵪鶉蛋，返回地面后仍能孵化出小鵪鶉。在飛船上擱置了59天的魚(yú)卵，回到地面全都順利地孵出了魚(yú)苗。哺乳動(dòng)物也不例外，雌鼠、雄鼠放在籠子里送上太空，照樣合歡同居，雌鼠照樣受孕懷胎，回到地面后產(chǎn)下了第一代“太空鼠”。因此只要在月球上建立起月球農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)基地，月球上人的食物來(lái)源是有充分保障的。

第三是月球基地的能源供應(yīng)更不成問(wèn)題。因?yàn)樵虑蛏蠠o(wú)風(fēng)無(wú)雨，晴朗無(wú)陰，終日有陽(yáng)光照射，而且沒(méi)有大氣吸收，太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度大約是地球上的1.5倍。因此，月球上完全可以利用太陽(yáng)能來(lái)照明、供熱、采暖、發(fā)電。當(dāng)然，必要時(shí)還可以在月球上建立核電站，以保證基地能源的充足供應(yīng)。

門德?tīng)栍?jì)劃

90年代初，美國(guó)休斯敦航天中心負(fù)責(zé)人溫德?tīng)?middot;門德?tīng)栂虬讓m重提建設(shè)月球基地?？茖W(xué)家認(rèn)為建立一個(gè)月球基地對(duì)支持在太空進(jìn)一步大規(guī)模的開(kāi)發(fā)是極重要的。在巴西的圣卡塔林島，美國(guó)科學(xué)家正在為開(kāi)辟月球基地，進(jìn)行類如“生物圈2號(hào)”的全封閉模擬實(shí)驗(yàn)。門德?tīng)栍?jì)劃的第一階段從1997年開(kāi)始，先發(fā)射人造衛(wèi)星，為基地選擇最佳地點(diǎn)作勘測(cè)。第二階段從2005年開(kāi)始，為施工階段，將向月球運(yùn)送起重挖掘等基建機(jī)械，并用微波對(duì)地基進(jìn)行硬化處理。第三階段為構(gòu)件組裝，采用21根直徑6米，長(zhǎng)18米的巨型管道，組成3個(gè)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(shè)備皆可容納在管道或圓艙中。第四階段開(kāi)采利用月巖中氧、鋁、鐵、鈦、硅等資源，制取生活用氧，及擴(kuò)建月球基地所需的金屬、玻璃等原材料?？茖W(xué)應(yīng)用國(guó)際公司根據(jù)門德?tīng)栍?jì)劃第四階段作了相應(yīng)的研究，其結(jié)果是令人樂(lè)觀的：一座重量為1噸的小型試驗(yàn)型化工廠，在1年中可把10噸以上的月巖加工成氧、金屬和玻璃。

門德?tīng)柕恼麄€(gè)計(jì)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。

各國(guó)情況

印度研究第一個(gè)月球基地

印度空間研究組織發(fā)布消息說(shuō)，印度正在研究在月球?qū)ふ乙粔K約15平方公里的土地，以建立該國(guó)第一個(gè)月球基地，為進(jìn)行載人登月等空間活動(dòng)作準(zhǔn)備。

印度空間研究組織衛(wèi)星中心主任亞歷克斯2日對(duì)新聞界說(shuō)，月球基地在坡度上應(yīng)該較為平坦，一端有抬高的地形，可以接觸陽(yáng)光;基地還應(yīng)該有個(gè)坑，可以存放足夠的水;此外，基地還應(yīng)該有足夠的陰影區(qū)，供未來(lái)在月球生活的人員在天熱時(shí)“納涼”。

亞歷克斯說(shuō)，印度空間研究組織計(jì)劃2013年發(fā)射“月船2號(hào)”探測(cè)器，這一無(wú)人探測(cè)器將在選定的月球著陸場(chǎng)所降落，并對(duì)科學(xué)家選定的月球基地進(jìn)行考察。2020年，印度空間研究組織將開(kāi)始建立月球基地，為印度首次載人登月作準(zhǔn)備。

中國(guó)要在三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)月球基地

據(jù)中國(guó)消息，中國(guó)要在太空中建立實(shí)驗(yàn)室，爭(zhēng)取將來(lái)在月球上建基地，開(kāi)掘月球礦藏。中國(guó)人邁向外太空的第一步-載人航天也要在三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。

據(jù)報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家前日在"科技周"的報(bào)告中首次披露中國(guó)進(jìn)軍外太空的藍(lán)圖。中國(guó)探月計(jì)劃首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)院士介紹說(shuō)，他們的遠(yuǎn)期目標(biāo)是在月球上建立基地，并開(kāi)采礦藏為人類服務(wù)。

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)，理論上中國(guó)已完全具備了月球探測(cè)的能力。他透露："中國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃的目標(biāo)，是建立月球基地，開(kāi)發(fā)、利用月球上各種豐富資源，而中國(guó)的第一次月球探測(cè)，將從發(fā)射月球資源探測(cè)衛(wèi)星開(kāi)始。"

月球探測(cè)衛(wèi)星將繞近月軌道運(yùn)行，對(duì)月球進(jìn)行整體性與綜合性的探測(cè)，探明月球上蘊(yùn)藏豐富的氦3、鐵、鈦、水冰等能源和資源，并查明月球表面的環(huán)境、地貌、地質(zhì)構(gòu)造與物理場(chǎng)。

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)，高效、清潔、安全、廉價(jià)的核聚變發(fā)電燃料氦3，在月球上蘊(yùn)藏豐富，初步估算，月壤中的資源總量可達(dá)100至500萬(wàn)噸，8噸氦3所發(fā)的電就可滿足中國(guó)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(wèi)星探明月球上氦3的儲(chǔ)量和分布，對(duì)中國(guó)未來(lái)能源戰(zhàn)略有著重要意義。

"神舟"三號(hào)副總設(shè)計(jì)師王壯說(shuō)，中國(guó)宇航員飛入太空將在2005年前實(shí)現(xiàn)。他介紹，目前中國(guó)已有12名候選宇航員待命。中國(guó)已自行研制了返回艙、宇航服等設(shè)備。其中僅宇航服的造價(jià)就高達(dá)"千萬(wàn)元量級(jí)"。

中國(guó)的太空計(jì)劃分三步：實(shí)現(xiàn)載人航天;建立空間實(shí)驗(yàn)室;建立空間站，實(shí)現(xiàn)與國(guó)際空間站對(duì)接。作為更長(zhǎng)遠(yuǎn)的登陸外星球工程，專家們計(jì)劃先遙探月球環(huán)境，為將來(lái)建設(shè)月球基地選址。

美國(guó)未來(lái)月球基地

4名宇航員可呆半年

北京時(shí)間2009年7月30日消息，英國(guó)《新科學(xué)家》雜志近日公布了美國(guó)宇航局未來(lái)重返月球計(jì)劃中，建造月球基地的部分設(shè)計(jì)方案。

2006年12月，美國(guó)宇航局對(duì)外公布了“重返月球”計(jì)劃，其核心目標(biāo)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(diǎn)。建成后的月球基地上將有探測(cè)車和生活區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力供應(yīng)，保證宇航員在月球上長(zhǎng)駐180天。以下就是《新科學(xué)家》雜志公布的美國(guó)未來(lái)月球基地設(shè)計(jì)方案：

最終目標(biāo)：4名宇航員在月球停留半年

美國(guó)宇航局已經(jīng)審查了十多個(gè)在月球上建設(shè)人類居留地的不同設(shè)計(jì)方案。每個(gè)設(shè)計(jì)方案的最終目標(biāo)都是能在無(wú)需補(bǔ)給任務(wù)的情況下，讓4名宇航員在月球上停留180天。這個(gè)基地由堅(jiān)硬的圓柱形登月艙構(gòu)成，每個(gè)都將放在月球登陸器的頂部，被送到月球表面。美國(guó)宇航局設(shè)想在把補(bǔ)給品送上月球，并實(shí)現(xiàn)每年執(zhí)行兩次載人任務(wù)后，于2030年之前建成一個(gè)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(yáng)能電池板。太陽(yáng)能電池板收集的一部分能量會(huì)被儲(chǔ)存起來(lái)，以備陽(yáng)光無(wú)法利用的時(shí)候?yàn)樵摶靥峁┠芰俊?/p>

可利用核反應(yīng)堆供能

在月球上的漫漫長(zhǎng)夜，可利用核反應(yīng)堆供能，如果居留地不是位于極地，月球之夜最長(zhǎng)可持續(xù)大約14天。這些反應(yīng)堆的功率為40千瓦，大約足以供30家普通美國(guó)家庭使用。反應(yīng)堆上方的黑色面板是散熱器，可用來(lái)疏散過(guò)剩的熱量。為了防止宇航員受到反應(yīng)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(shè)計(jì)方案要求把核反應(yīng)堆埋在月球地下。

美國(guó)宇航局希望設(shè)計(jì)一種加壓月球車

為了探索月球表面，美國(guó)宇航局希望設(shè)計(jì)一種加壓月球車，它可當(dāng)作移動(dòng)月球居留地。宇航員利用它可在數(shù)周時(shí)間內(nèi)持續(xù)探索月球表面，期間無(wú)需返回大本營(yíng)。如果供應(yīng)品補(bǔ)給站分布在道路沿線，這些月球車或許可以離開(kāi)大本營(yíng)數(shù)百公里。

居留地和月球車將穿上“太空服”

又粘又細(xì)的月球塵土可破壞保護(hù)層，它們可能是一大健康隱患。為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)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(wú)法進(jìn)入居留地和月球車內(nèi)部了。這兩件“太空服”是用來(lái)裝備加壓月球車的。宇航員從這種服裝的后面進(jìn)入室內(nèi)，然后利用月球車前去探索月面。

巨型六腿機(jī)器人可駝?wù)麄€(gè)宇航員居留地

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

未來(lái)探索仍有不確定性

小布什總統(tǒng)宣布這項(xiàng)計(jì)劃后不久，美國(guó)宇航局確定實(shí)現(xiàn)重返月球這個(gè)目標(biāo)的最好方法，是建設(shè)一個(gè)可以確保4名宇航員一次停留180天的居留地?，F(xiàn)任總統(tǒng)奧巴馬在2009年初支持一項(xiàng)重返月球計(jì)劃，由于他已經(jīng)下令擴(kuò)大對(duì)美國(guó)宇航局的人類太空飛行計(jì)劃的審查范圍，這些計(jì)劃可能還會(huì)發(fā)生變動(dòng)。這次審查預(yù)計(jì)將在8月底結(jié)束。

美國(guó)宇航局2010年的預(yù)算需求也會(huì)導(dǎo)致重返月球的時(shí)間表發(fā)生變動(dòng)。德克薩斯州休斯頓美國(guó)宇航局約翰遜航天中心月表系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室副主管馬修?倫納德(Matthew Leonard)說(shuō)：“我們得到的人類重返月球計(jì)劃的預(yù)算開(kāi)支無(wú)法維持到2020年。”盡管如此，該局仍在為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)而努力，打算在2021年把第一批宇航員送上月球，并通過(guò)把貨物送上月球，且每年實(shí)施兩次登月球任務(wù)，在月球上建立居留地。

即使沒(méi)水，月球基地照樣要建

北京時(shí)間2009年10月9日19點(diǎn)33分，美國(guó)太空總署(NASA)用一支火箭和一顆小衛(wèi)星，對(duì)月球南極的一個(gè)永久陰影區(qū)進(jìn)行了兩次連續(xù)撞擊，求證月球上是否存在水冰。但令大家失望的是，撞擊時(shí)并未如NASA所預(yù)期，傳回實(shí)時(shí)圖像。

雖然NASA表示，已經(jīng)收到相關(guān)數(shù)據(jù)，只是需要幾周時(shí)間處理，結(jié)果將于12月公布;但由于不曾“目擊”實(shí)時(shí)景象，從公眾到科學(xué)家，都對(duì)NASA提出了不少質(zhì)疑。為此，記者采訪了我國(guó)探月工程首席科學(xué)家、中科院院士歐陽(yáng)自遠(yuǎn)先生。

就算有水，如何利用難題多多

月球上是否有水?歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)，他非常希望月球上有水，甚至能有大量的水，但很可能事與愿違。

早在1999年，NASA科學(xué)家就曾指揮“月球勘探者”月球衛(wèi)星撞擊了月球南極附近的舒梅克環(huán)形山——也是為了尋找水，但沒(méi)找到。

從已知的數(shù)據(jù)來(lái)看，月球上永久陰影區(qū)月壤中水冰的含量極小，甚至不足1%，也就是說(shuō)，一公斤月壤中可能只含有幾克水。永久陰影區(qū)內(nèi)，到底有多少水冰，現(xiàn)在還是未知數(shù)。即使水冰數(shù)量足夠多，如何把它們?nèi)〕黾右岳?，在工程技術(shù)上也是道超乎想象的難題——因?yàn)橐獜?240℃左右、幾公里深、伸手不見(jiàn)五指的深坑中，將水冰加熱轉(zhuǎn)化成水蒸汽，再收集利用。

“如何讓機(jī)器在-240℃這樣的極端黑暗、嚴(yán)寒中運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)在還無(wú)法辦到。”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)，“更不要說(shuō)，要將月壤挖掘并堆積起來(lái)。還有，用什么裝置加熱?這個(gè)過(guò)程需要消耗多少能量?能源如何解決?運(yùn)輸問(wèn)題又如何解決?”雖然月球上遍地都是氦3，但即使在地球上，熟練運(yùn)用氦3獲取能量、實(shí)現(xiàn)可控核聚變發(fā)電，至少還要過(guò)50年，這以后才談得上在月球上用氦3獲取能量。所以，現(xiàn)在媒體上議論紛紛，稱“找到水就能建月球基地，可以解決宇航員和月球基地移民的飲用水和生活用水，還可以大量生產(chǎn)液氫和液氧等火箭燃料”等等，歐陽(yáng)院士認(rèn)為言之不確，“這只是炒作的說(shuō)法，和實(shí)際情況并不相符。”

“其實(shí)，無(wú)論在月球上是否找到水，人類都會(huì)上月球建立基地。”歐陽(yáng)院士說(shuō)，早在上世紀(jì)90年代，美國(guó)就提出重返月球、建立月球基地，當(dāng)時(shí)根本不知道月球是否存在水。“如果有水，還能廉價(jià)取用，那當(dāng)然好!”他說(shuō)，“如果沒(méi)有水，就想別的辦法，月球沒(méi)水不會(huì)成為人類建立月球基地的障礙。”

他特別提到了仍在工作的月球勘測(cè)軌道器LRO。其實(shí)，LCROSS只是隨LRO一起發(fā)射的一顆附屬的衛(wèi)星，而LRO肩負(fù)的使命更多：繞距離月面僅50公里的極低軌道，幫助美國(guó)宇航局勘測(cè)與繪制最精細(xì)的地形圖、鎖定載人登月的登陸點(diǎn)和建立月球基地的候選位置、尋找月球上的可利用資源、探測(cè)月球空間和表面的輻射環(huán)境以及示范新技術(shù)，等等。歐陽(yáng)自遠(yuǎn)說(shuō)：“這些科學(xué)探測(cè)目標(biāo)都緊緊圍繞載人登月和建立月球基地，這才是重頭戲!”

未來(lái)月球基地可建成“窯洞”

在首屆世界月球會(huì)議上，中國(guó)科學(xué)院院士、繞月探測(cè)工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)在接受記者采訪時(shí)回答了未來(lái)建設(shè)月球基地的相關(guān)問(wèn)題。

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)表示，月球基地一般應(yīng)在載人登月之后才能實(shí)施，而現(xiàn)在載人登月尚未明確列入國(guó)家計(jì)劃，月球基地仍處在概念性論證階段。他說(shuō)，有人值守的月球基地，可以讓宇航員短期駐留，進(jìn)行相關(guān)科學(xué)研究工作。他展望了未來(lái)的月球基地，風(fēng)趣地提出月球基地應(yīng)借鑒窯洞民居的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。他說(shuō)，月球上晝夜溫度變化很大，白天很熱，溫度高達(dá)100多攝氏度，夜里很冷，溫度又低至零下100多攝氏度。而且，月球上沒(méi)有空氣，太空輻射很強(qiáng)。

他說(shuō)，如果未來(lái)在月球上的山體中建設(shè)一個(gè)很大的窯洞，一方面可以屏蔽太空輻射，另一方面可以提供更大的空間，在窯洞里創(chuàng)造出類似地球的大氣環(huán)境，實(shí)現(xiàn)宇航員的生命保障系統(tǒng)。