月球建造人類基地計劃

2023-03-23 04:00:24

人類殖民月球一直是一個夢想，但對於美國宇航局現處於預算削減和優柔寡斷太空計劃的時代，月球建造人類基地計劃成本過高，並且與當前科技水平相差甚遠。然而，美國月球和行星協會著名月球科學家保羅-斯普蒂斯(Paul Spudis)博士和馬歇爾太空飛行中心的託尼-拉沃伊(Tony Lavoie)提出了一項新型月球基地計劃，該計劃不僅經濟成本較低，而且具有可適用性。他們計劃在太空沿著一種「橫貫大陸的運輸系統」來建立月球基地，該運輸線路將跨越地球和月球軌道。

美國科學家計劃在太空沿著一種「橫貫大陸的運輸系統」來建立月球基地，該運輸線路將跨越地球和月球軌道。斯普蒂斯在接受媒體採訪時說：「我們的最終太空目標是能夠任何時間抵達任何區域，完成滿足我們需求的太空任務。該計劃使用機器人和人類抵達月球，使用月球本地資源建立新的航天系統，實現這一點是至關重要的，在此基礎上將靈活增加和累積其它航天組件。」

斯普蒂斯稱，因此我們計劃建造這種月球基地從而能夠確保以逐級累積式建造未來人類太空基地體系，基於按步就搬的累積式建造，最終將建立適應人類居住月球的人類基地，屆時人們將真實地在月球上居住生活。

簡而言之，斯普蒂斯提議發送機器人抵達月球，在地球通過遙控這些機器人從月球極地沉積物中提取水，來製造太空飛行器推進燃料，它們可作為往返地球和月球之間可重複使用運輸系統的燃料。斯普蒂斯說：「該理論是可行的，這是由於月球距離地球非常近，無線電信號往返地球和月球僅用3光秒，這意味著可在地球真實地遠程控制機器人，其實效性遠大於太空人。」這一理論的最大優勢在於建造人類基地的必需基礎設施，例如：採礦、煉油廠、開採和存儲水資源和推進燃料等，都會在成批人類抵達之前都部署實施。

斯普蒂斯說：「我們評估月球兩極區域大約有數百億噸水資源，我們並不知道這些水資源精確的分布狀況，這也是我們首先派遣機器人勘測月球的原因之一，機器人將探測月球水資源的分布情況。」

斯普蒂斯稱，因此我們計劃建造這種月球基地從而能夠確保以逐級累積式建造未來人類太空基地體系，基於按步就搬的累積式建造，最終將建立適應人類居住月球的人類基地，屆時人們將真實地在月球上居住生活。我們最初部署的一個前哨棲息地，在人類首次到達之前它將完全展開，做好前期工作。

月球上存在大量的水資源將使這項計劃得以實施，斯普蒂斯說：「我們評估月球兩極區域大約有數百億噸水資源，我們並不知道這些水資源精確的分布狀況，這也是我們首先派遣機器人勘測月球的原因之一，機器人將探測月球水資源的分布情況。」

水是人類在太空中生活的至關重要資源，人們每天需要飲用水，用水來做飯，同時水還能分解成氧氣供給人們呼吸，水還能分解成氧和氫，氫可用於燃料電池，產生電能。此外，水還是一種非常好的屏蔽材料，可保護人們免遭宇宙放射線傷害，人類太空基地還採用水作為防輻射「夾層」。但是水資源最重要的用途是能夠建造強大的化學火箭推進燃料，將水分解成氧和氫，然後再將它們冷凍成液態。

月球不僅提供了人類生存的水資源，還可用水製造火箭燃料使人類重複使用太空飛行器，以月球為基地實現太空之旅。通過17個一系列增量太空任務，人類太空基地將建造完成，能夠運行適宜人類居住。通過在月球周圍部署通訊和導航衛星，可確保機器人系統操作的精確性。

很可能下一步將發射類似火星探測車的裝置抵達月球，勘測月球極地蘊藏水資源的最佳地點，同時，月球極地的永久陽光照射區域還可用於建造發電站；接下來將發射較大的設備抵達月球，用於挖掘冰水沉積層，融化冰層並存儲水資源。斯普蒂斯說：「目前所有這些計劃僅處於理論概念模式，我們尚未付諸實施。因此我們並不知道其難度有多大，但是通過向月球發射小型機器人任務，以及從地球進行遠程控制，我們將評估出這項計劃的難度。其中的難題會有許多，比如：如何採用最有效的方法獲得冰水沉積物質，並從中提取有用資源。」

下一步可增大實施等級，通過發射登陸機械設備真實地以工業規模挖掘冰水物質，並將補給物資貯存在月球上，為首批登陸月球的人們做好往返物資準備。在此期間，在地球和月球之間建造一個恆定不變的運輸系統，並建造另一個基於月球和月球軌道之間的運輸系統，為未來的太空運輸提供儘可能地便捷。

斯普蒂斯說：「我喜歡將這個系統比喻成橫貫大陸的鐵道系統，在這裡我們並不僅僅建造一條連接東海岸和西海岸的運輸線路，我們建造的運輸系統可連接所有區域，且成本最低廉經濟。」基於這樣的運輸網絡系統，太空飛行器和運輸裝置可用月球上開採的燃料進行補給，使它們能夠往返月球和地球之間，並且能夠抵達地球和月球之間的任何太空區域。

斯普蒂斯指出，我們建立的運輸系統能夠抵達地球和月球之間的任何區域，其重要性非常顯著，在這一太空區域有大量的人造衛星。例如：通訊衛星和氣候監控衛星位於地球同步軌道範圍，如果我們擁有可以往返月球的運輸系統，便能將這些衛星部署在較高的軌道範圍，從而具有較高的商業價值，並獲得全面的國家安全評估分析。他強調稱，未來的太空燃料倉庫可定位於不同位置，其中包括L1 拉格朗日點，進一步支持太空飛行超越月球至更遠的區域。

這種令人振奮的人類太空基地需要多長時間才能建成呢？斯普蒂斯說：「我們評估分析顯示，在月球建造一個完整成套的月球前哨需要大約15-16年，大約10年時間首批機器人任務執行完畢，人類才能抵達月球。月球開採體系每年可製造150噸水，100噸推進燃料。」

當前是否擁有最新的科學技術或者新型裝置嗎？斯普蒂斯稱，這項計劃的有效實施將儘可能基於當前技術。我們並沒有任何「超導礦石(類似於電影《阿凡達》中的稀有珍貴礦物)」，也沒有任何特殊魔法裝置，最現實可行的就是基於現有科學技術，目前我們可以使用之前太空任務中使用的許多設備。

這項計劃的成本是多少呢？斯普蒂斯評估稱，整體系統的建造成本至少880億美元，平均每年將花費50億美元，在建造初始的第一年花費將達到66.5億美元。預計總共建造的裝置包括：太空梭衍生運載火箭；兩種載人探測器；可重複使用登陸器；地球和月球之間燃料倉庫以及所有機器人設備。最吸引人的是，未來人類基地可分成較小的部分，每個任務主要以獨立方式來完成，一旦它們抵達月球，便以獨立個體投入工作，但它們之間可產生互動，形成一個不可分離的整體。