月球是地球唯一的天然衛星對嗎（科學家提出月球的關鍵位置可以用於未來人類居住）

2023-08-03 22:01:52 1

我們如何殖民月球？

我們一生中不止一次聽說過這個話題，甚至對這個話題也有自己的想法。但對於世界各地的航天機構、未來學家和私營航空公司來說，殖民月球的想法不是「如果」的問題，而是「何時」和「如何」的問題。對一些人來說，在月球上建立永久的人類存在是命運的問題，而對另一些人來說，這是生存的問題。

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毫不奇怪，建立人類定居點的計劃早於登月和國家之間的太空競賽。在過去的幾十年裡，許多這樣的計劃已經被提出了，這要感謝一個新的月球探索時代的計劃。那麼，怎樣才能在月球上建立一個永久的人類存在呢？什麼時候能實現呢？

20年代的「殖民月球」

其實在有人提議建立月球殖民地之前，人類居住在月球上的想法就已經在小說中得到了廣泛的探討，例子可以追溯到一個多世紀以前。此外，早在20世紀初，就有相當多的猜測認為，月球上可能已經居住著當地的生命形式。

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比如在20世紀40年代到60年代之間，科幻作家羅伯特·a·海因萊因(Robert A. Heinlein)寫了大量關於第一次航行和最終殖民月球的文章。其中包括20世紀40年代的多篇短篇小說，描述了在「Luna」(這個名字通常被海因萊因用來描述殖民月球)上定居的生活會是什麼樣的。

隨後1966年，海因萊因出版了雨果獎獲獎小說《月球是一個殘酷的情婦》，講述了一個月球流放地的後裔為獨立於地球而戰的故事。這個故事因將政治評論與太空探索、可持續發展和人工智慧等問題結合起來而廣受好評。正是在這項研究中，海因萊因創造了「TANSTAAFL」一詞——「天下沒有免費的午餐」的縮寫。

歷史有記載的最早的人類居住在月球上的例子是在17世紀由約翰·威爾金斯主教提出的。1638年，在他的一篇關於新世界和另一顆行星的演講中，他預言人類總有一天會學會飛行並建立一個月球殖民地。然而，要到20世紀才會出現以科學為基礎的詳細提案。

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隨著20世紀50年代太空競賽的開始，科學家、工程師和建築師提出了許多概念和設計。1954年，阿瑟·c·克拉克(Arthur C. Clarke)提議建立一個月球基地，由覆蓋著月球塵埃的充氣模塊組成，用於隔熱。將使用一根充氣無線電桅杆與在現場的太空人保持通信。

1961年，也就是甘迺迪總統宣布阿波羅計劃的同一年，美國空軍發布了一份秘密報告，該報告是基於美國陸軍先前對月球軍事基地的評估。該計劃被稱為「Lunex計劃」，要求太空人登月，最終在1968年之前在月球上建立一個地下空軍基地，但是最後不了了之。

1962年，John DeNike(美國宇航局高級項目的項目經理)和Stanley Zahn(馬丁公司空間部門月球基地研究的技術總監)發表了一項名為「月球基地」的研究。他們的構想是在「寧靜之海」建立一個地下基地，這是阿波羅11號未來的著陸點。就像克拉克的提議一樣，這個基地將依靠核反應堆發電，並採用基於藻類的空氣過濾系統。基地將由30個生境單元組成，分為7個生活區、8個作業區和15個後勤區，並且整個基地都擁有1300 m²空間的大小，可以容納21名船員。

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在20世紀60年代，美國宇航局進行了多項研究，主張創造受阿波羅計劃任務架構啟發的棲息地。這些計劃設想將空間站模塊安置在月球表面，並使用現有的設計和技術，以降低成本和確保可靠性。

近年來，多個太空機構提出了在月球上建立殖民地的建議。2006年，日本宣布了到2030年建立月球基地的計劃。俄羅斯在2007年也提出了類似的建議，計劃在2027年至2032年間建成。2007年，法國國際空間大學的吉姆·伯克提議建造一艘月球諾亞方舟，以確保人類文明能在災難性事件中倖存下來。2016年，歐洲航天局局長約翰-迪特裡希·沃納(john - dietrich Worner)提議在月球上建立一個國際村，作為國際空間站的繼任者。直至2019年，NASA提出2024年人類登月，

月球帶給人類的挑戰

毫無疑問，建立一個月球殖民地將是一個在時間、資源和能源方面的巨大消耗。雖然開發可重複使用的火箭和其他措施可以降低單個發射的成本，但將有效載荷發送到月球仍然是一項非常昂貴的冒險，尤其是在需要多次重型發射的情況下。這不得不讓人擔心這是一種希望還是失望！

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此外，生活在像月球這樣的物體上也會帶來許多自然災害。這些包括極端的溫度，在那裡，面對太陽的一面將會經歷117°C的高溫，而黑暗的一面將經歷了-43°C的低溫，兩個極端都是人類無法承受的極限。

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最關鍵的是月球表面的大部分也暴露在流星體和微流星體的撞擊之下。雖然月球也有稀薄的大氣層，但幾乎可以忽略不計，也就是說它實際上是真空的。這是月球溫度如此極端的部分原因，也是月球表面被撞擊弄得坑坑窪窪的原因，也就是說，沒有大氣層讓流星降落摩擦從而燃燒。這也意味著，任何定居點都必須是密閉的，加壓的，並與外部環境絕緣。

此外，大氣層以及磁層的缺乏也意味著月球表面受到的輻射比我們在地球上習慣的要多得多。其中包括太陽輻射和宇宙射線，尤其是太陽輻射在太陽活動期間會變得更加活躍。

月球最有希望的定居點

那麼月球真的是不可居住的嗎？其實不然，自從太空時代開始，人們就提出了許多關於如何以及在哪裡建立月球殖民地的建議。地點是最重要的，因為任何解決辦法都必須提供一定程度的保護，使其免受自然因素的影響。俗話說，房地產最重要的三個考慮因素是:「位置，位置，還是位置。」

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基於這個原因，多年來科學家們已經提出了許多建議，在能夠起到一定的自然保護的地點建造月球生境。目前，其中最受歡迎的是南極艾特肯盆地，這是一個圍繞月球南極區域的巨大撞擊區域，有大量的隕石坑。

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這一地區的主要吸引人之處在於它被永久地遮蔽，這意味著它能擁有穩定的溫度。此外，多個任務已經證實該地區存在水冰，這些水冰可以用來生產從氫燃料和氧氣到飲用水和灌溉用水等各種產品。除此之外，任何殖民月球的嘗試都需要利用增材製造等技術，如3D列印，機器人工人，遠程展示。基地的製造和供應也儘可能使用當地資源，這就是一種所謂的就地資源利用(ISRU)的方法。

月球定居地的建造構想

美國宇航局和歐洲航天局多年來一直在探索這一概念，並已各自提出了將月球表層和其他資源轉化為可用材料的方法。例如，自2013年以來，ESA一直與建築設計公司Foster Partners合作設計他們的國際月球村。

他們提出的建造這個基地的方法包括在表面放置充氣框架，然後用一種由月球風化層、氧化鎂和結合鹽製成的混凝土覆蓋。美國宇航局提出了一個類似的方法，要求機器人工人使用「燒結」的風化層來列印3D基地。這包括熔化的風化層，用微波轟擊它，然後列印出來的熔融陶瓷。

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其他的想法包括在地下建造棲息地，並在上層提供進入表面的通道，允許自然光進入。甚至有人提議在穩定的熔巖管內建造月球定居點，這樣不僅可以保護月球免受空間真空和撞擊的影響，而且可以更輕鬆地加壓。

甚至有人提議在螺線管月球上安裝一個能夠提供自身輻射屏蔽的基座。這一概念是由土木工程師Marco Peroni在2017年AIAA空間與航天論壇和博覽會上提出的，由一個由高壓電纜圍成的透明穹頂組成。這個環面將提供對輻射的主動磁屏蔽，並允許在表面的任何地方建立定居點。隨後極地地區豐富的冰將為定居者提供穩定的飲用水、灌溉用水，甚至可以加工生產燃料和可呼吸的氧氣。當然，嚴格的回收制度是必要的，以確保廢物被保持在最低限度，堆肥廁所將最有可能取代衝水廁所。

這些堆肥廁所可以與月球風化層結合，創造出生長的土壤，然後可以使用當地收穫的水灌溉。這將是至關重要的，因為月球殖民者將需要種植自己的大部分糧食，以減少需要定期從地球運送的貨物數量。

殖民月球的好處

公平地說，在太陽系的任何天體上建立殖民地都有一些潛在的重大好處。但是在離地球最近的天體上建立殖民地將會特別有益。我們不僅能夠進行研究，提取資源，並從新技術中獲益，在月球上建立基地還將有助於其他行星和衛星的任務和殖民計劃。

簡單地說，在月球上的殖民地可以作為踏腳石到火星、金星、小行星帶，以及更遠的地方。通過在月球表面和軌道上建立基礎設施——這些基礎設施可以為前往太陽系更遠地方的太空飛行器補充燃料和維修——我們可以削減數十億美元的深空任務成本。

這就是美國宇航局計劃在月球軌道上建立一個空間站的原因之一——月球軌道平臺門戶(LOP-G)，又名月球門戶，以前被稱為深空門戶。這也是歐洲航天局希望與國際合作夥伴一起建設月球村的原因之一。出於這個確切的原因，中國和俄羅斯也在考慮建立自己的地面或軌道前哨。

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月球研究也將是非常有利可圖的。通過研究低重力對人體的影響，太空人將更好地準備應對長時間太空旅行、火星任務和其他低重力存在的身體的影響。這些研究也有助於為在這些屍體上建立殖民地鋪平道路。

月球的遠端也為各種天文學提供了重要的機遇。由於月球背向地球，月球的遠端不受無線電幹擾，因此是射電望遠鏡的主要位置。由於月球沒有大氣層，光學望遠鏡陣列——就像ESO在智利的超大望遠鏡(VLT)——也不會受到幹擾。

還有幹涉儀，比如LIGO和視界望遠鏡(EHT)，它們將能夠以更高的效率搜索引力波和成像黑洞。地質研究也可以進行，這將揭示更多關於月球和地球-月球系統的形成。

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月球上豐富的資源，如氦-3和各種珍貴的稀土金屬，也可以促進出口經濟。月球的逃逸速度遠低於地球，為2.38 km/s (1.5 mps)，而地球的逃逸速度為11.186 km/s (6.95 mps)。這是因為月球的引力只有地球引力的一小部分(0.1654 g)，這意味著將有效載荷發射到太空要便宜得多。

當然，所有的一切都只是計劃，至於能不能成為現實就看未來的發展了！