 美国国家航空航天局供图 月球移民地设想图 几年以后，我们也许就是画中人。 “你来到这里是为了帮助人类成为星际物种。” 这是2014年8月一场研讨会宣传册的开场白。与会者是航天领域的一些知名科学家和专业人士，此外，还有遗传学教授乔治·切奇和X大奖赛基金会的彼得·戴曼迪斯。本次研讨会的目标是：探究并制定人类定居月球的低成本方案。 “你来到这里是为了让登月成真，”宣传册继续写道。
当然，这不是科学家第一次谈论重返月球。 “此前所有重返月球的规划都没能落地的原因就是它们太贵了，“麦凯说。”航天计划仍停留在不计成本的妄想中，这要追溯到‘阿波罗’时期。” 按今天的标准，实现首次载人登月的“阿波罗”计划成本高达1500亿美元。美国国家航空航天局2016财年全年的预算仅为193亿美元，以供参考。 相比之下，《新太空》的文章得出结论，我们可以在2022年之前用100亿美元建起一个小型月球基地。  “最大的收获，”麦凯说，“是新技术，其中一部分甚至与太空毫无关联——比如自动驾驶汽车和废物回收厕所——都将在太空中变得非常有用，而且会将月球基地的成本降到轻而易举实现的程度。” 为何重返月球？此时此刻，美国国家航空航天局没有载人重返月球的规划，取而代之的目标是在21世纪30年代登上火星。但麦凯等人认为，如果我们不先学会怎么在自家“后院”野营，我们就不可能去火星“郊游”。 “我的兴趣点并不是月球。对我来说，月球像一个混凝土球一样乏味，”这位天文生物学家说。“但我们只有首先学会了在月球上建研究基地，才有可能在火星上建。月球是火星之蓝图。” 月球基地将在航天员前往火星之前为充分检验新推进系统、居住舱、通信和生命保障系统提供宝贵的机遇——一个是单程9个月的目的地，一个仅需几天。 麻烦的是，美国国家航空航天局倾向于认为自己仅能负担月球或火星任务。如果麦凯和他的同事是对的，我们就能同时负担起这两个目的地——只需要换个思路。  重返月球还有别的理由。我们只探索过月球表面的很小一部分而已，永久基地显然会激发出一些有意思的科学认识。 此外，别的国家都想这样做。中国、俄罗斯和欧洲航天局都表达过建月球基地的兴趣。如果不想落后，与其他国家合作建月球基地会降低美国国家航空航天局的成本，就像建“国际空间站”一样。 私人航天公司也准备好随时出发重返月球了。很多公司希望在月球上提取水并将其分解成氢和氧，也就是火箭燃料，可用于灌满前往火星的航天器燃料罐。月球旅游市场也会变得炙手可热。 “而且如果私营产业承担了这部分工作，美国国家航空航天局只需要负责制定法律法规，”麦凯说。“重返月球最快捷的方式就是让其他人去做。” 我们该怎么做？建月球基地的确切战略各不相同，取决于你问的是谁。 很多建议书的开头都是开拓永久住所合适地点的机器人（无人）探索。其中一篇文章提出，“MoonCats”（像Bobcat推土机一样的机器人，但针对月球挖掘进行了改造）随后可以平整着陆台和居住舱的地形，其他机器人装配太阳能电池板。 居住舱抵达之后，机器人“月面牵引机”可帮助它们就位，等待人类到来。  Caitlin Kearney制图 甜蜜的家？ 另一幅月球基地设想图。 人类在月球上定居可能会起步得很慢，首先是小规模乘组的几次短期停留。随时间推移，任务时间会越来越长、规模会越来越大，直到形成永久有人居留的月面站，就像“国际空间站”一样。最终，月面站会演化为复杂的多用途居住地，容纳数百人和他们的孩子，永远居住在那里。 一部分团队把月面站设想成科学基地，另外一部分则描绘得更商业化。 “可能的输出品包括：永久阴影区陨石坑中提取的水，小行星撞击区提取的贵金属，甚至有供地球居民使用数百年的无污染燃料[氦-3]，”其中一支团队写道。“随着往返地月的运输变得越来越日常和廉价，月球旅游市场就会开始兴起，未来会成为可观的收入来源。” 有哪些生存必需技？在基础层面上，我们已经知道了如何在月球上生存，因为多年来一直有人类居住在“国际空间站”上。 “过去14年间，基本生命保障系统技术一直在‘国际空间站’上进行着飞行验证，” 一支团队写道，他们指的是循环利用空间站上的水并平衡氧气和二氧化碳水平的生命保障系统。“如今，我们已经获得了充足的生命保障技术，足以支持月球上的第一块人类聚居地。” 考虑到这些要点，团队以当今的发射价格进行估算，太空探索技术（SpaceX）公司每年为10人乘组运送其余食物和必需品的成本不超过3.5亿美元。 还可采用其他技术来降低月球基地的成本。比如说，虚拟现实技术就可辅助规划工作。
3D打印可以替换月面站上坏掉的小部件，大大削减了发射成本。 NASA的衍生品技术时期行将结束。为航天飞行开发高度专业化（且成本极高）的技术，之后转化为日常产品的方式将被淘汰，反之，日常产品都可以改造用于航天飞行，麦凯说。“我最中意的是盖茨基金会的‘重新发明厕所’挑战。”这项计划鼓励以新方式清理人体排泄物并将其回收转化为可用于耕种的能量和营养素。 “美国国家航空航天局花几十亿美元研制一个可以上天的厕所，”麦凯说，“或许其实我们只要从盖茨基金会那儿买‘蓝马桶’就行了。” 新一代技术很多有关可负担月球基地的建议书都依赖于现在还不存在的技术。但都离实现不远了。 太空探索技术公司猎鹰9号火箭应该能够以相当不错的价格向月球运送小型有效载荷，但要运送月球居住舱等较大的有效载荷，就需要重型火箭，比如今年晚些时候要首飞的“猎鹰重型”火箭。其他策略设计在轨加注火箭燃料——这项技术迄今还没有试验过。  Ryan Bradley供图 充气式居住舱 有朝一日，毕格罗宇航公司的BA-330充气式居住舱可以在月球上提供住所。2016年，较小型号的居住舱将在“国际空间站”上接受试验。 毕格罗宇航公司的充气式居住舱是未来月球住所的头号备选方案。这种柔性居住舱可以折叠后装进火箭的货舱中，在月面上像弹出式帐篷一样展开。该公司计划今年向“国际空间站”发射一个试验型号的居住舱。然而，较大的药丸型“BA-330”舱段要到2018年才能发射。因毕格罗公司主要关注在地球轨道用充气式居住舱建造起商业空间站，他们的设计或许可以适应于在辐射水平相当高的月面运行。 登月后，我们该住在哪里？根据其中一篇文章，在月球上为不动产选址时有四件事需要考虑：电力供应、通信、是否临近资源及月面机动性。 太阳很可能是未来月面站电力的主要来源。麻烦是月球上大部分位置都有长达354个小时（大约15天）的“月夜”。这对于蓄电池电源来说时间太长了。比较起来，月球两极能获得更多的太阳光照，月夜持续近100个小时（4天）。因此，第一个月面站很可能只能选择在两极。 相比两极，月球近地面的通信会容易一点，但在月面或轨道上设立中继站应能提供可靠连接。 两极获得如此多阳光是幸运的，因为在它们较深、较暗的陨石坑中，还可能富含冷冻水。如被提取，可以向月面站供应水和氧气，或转为火箭燃料用于获利。  而且尽管月球南极和北极获得的光量相近，南极还是在这项勘测中略强于北极，因为它的地势更加和缓，易于穿行。 这篇文章特别指出，皮尔利陨石坑的边缘部分是建造低成本月面站的最佳位置。雷达和遥感结果显示，皮尔利陨石坑可能含有水或其他含氢分子，而且，月面相对平整，方便机器人钻入冰层提取资源。 包括美国国家航空航天局“月球手电筒”（Lunar Flashlight）和“月球冰立方”（Lunar IceCube）立方体卫星任务在内，有一些即将开展的任务旨在绘制月球水分布地图，这有助于进一步完善月面不动产选址问题。 要花多少钱？总体上，这些文章的共识是，美国国家航空航天局可用100亿美元建起一个月球基地，后续维持费用每年不高于20亿美元，接近于其每年投给“国际空间站”的钱。这些估算稍加调整就可满足美国国家航空航天局当前的预算水平。 而美国国家航空航天局也不用独自买单。 “成本降得如此之低，也许我们无需再指望它，”麦凯说。“私人公司就可以干。” 去年的一项研究估计，如果月球上广泛分布着水资源，月球基地就可自给自足，每年可产生价值400亿美元的火箭燃料。 而且，这样一个基地在10年内就可建成投产。 实际上，使之成为现实肯定会需要更长时间，也需要政策变化和技术发展。但麦凯认为，心理障碍才是最关键的。 “最大的阻碍是让所有人聚在一起，再设定一个低成本月球基地方案作为出发点。如果大家认为这将会耗尽预算，就停止对话和头脑风暴。如果我们能改变思维定式，再开始交流并让大家好好考虑，如何使之成真。” |
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美国国家航空航天局（NASA）天文生物学家克里斯·麦凯协助组织了这次会议，之后，他在《新太空》（New Space）杂志上主编了一期特刊，刊登出自此次研讨会的文章。这些文章今天早晨刚刚上线， 《大众科学》（Popular Science）获得了独家的出版前访问权限 。这9篇文章有助于为行星科学界和商业航天团体中日渐成形的想法造势。每篇文章的细节各有不同，但都讲到了一个观点：也就是我们能够很快在月球上建起一个永久性有人居住的基地，且不会耗尽资源。
