写在前面月球基地长期以来一直是科幻小说的重要题材，也是人类太空探索的重要象征，因为科学技术的不断发展和各领域科学的长足进步，月球基地正逐渐成为事实。美国宇航局有着自己的探月计划，而其他航天大国也都有自己的月球基地探索计划，还有很多创业公司也想要登陆月球，因为开发月球的商业价值很高，月球很快就会成为第二个开发地。 科学家如何让建造月球表面基地变成一个简单的事情呢？首先最可行的办法就是使用3D打印技术，就地取材，月球的材料建造它，月球的材料其实就是月尘。现在欧洲航空局正在联合本地公司对这一方案进行测试。 各国对于月球基地的计划月尘是一种很有用的建筑材料。欧洲航空局已经成功地使用月球土壤进行3D打印。根据推测这些月尘可以打印一座重达1.5吨的大楼。“3D打印的巨大优势是你不必从地球上拿走所有部件，这样可以节省很多的开销。”美国国家空间协会的首席执行官Mark Hopkins马克霍普金斯说道。
现在，已经有十几家公司和欧洲航空局签订了合约。但是，在前期还是需要将一些基础设施发射到太空，最后让它们降落在月球上，需要大量的燃料、载货能力和资金。从零开始建造月球基地需要大量的材料，将所有这些部件从地球带到月球将是极其昂贵的。所以我们可以带一些必要的设施，其余的可以就地取材建造。 这就是为什么研究人员正在研究一种简单的方法。不带太多的东西，我们只需要使用月球尘埃就可以作为3D打印机的材料。为了测试这个方法的可行性，欧洲航空局和其他合作单位的3D打印项目已经开始了，现在也已经得到了成功。
月球和地球是截然不同的，它们一颗是行星，一颗是卫星，月球地心引力低，它离得地球也很近，可以说是近水楼台先得月，加上它表面的工业资源，使它成为完美的“中转站”。为什么说月球是一个中转站呢，因为未来月球一定可以成为火星任务以及其他深空探索或者人类定居的新领域。 欧洲航天局在一份报告中说，成品就像一片月球尘埃陶瓷艺术品。这些作品已经证明，3D打印技术是有可能利用月尘打印的，而且这个项目对3D打印的深入了解也可以帮助未来的月球殖民计划，这也是为建造更大的太空城市做准备。 欧洲航空局科学家、月球基地概念的负责人Bernard Foing教授说：“我们可以让月球成为第“八大洲”，将来完全开发的第八大洲可以扮演好其他的角色，比如制造业中心、旅游开发，或者是一个太空港口的枢纽。最终，月球会有永久的定居点，未来月球的太空城市也许是在存在于地下的科技城市，上方的保护系统可以保护定居者免受太空辐射。”
它现在已经不只是一个概念，这个项目促进了欧洲国家空间机构与民营公司之间的合作，目的就是建立一个月球基地。该计划的负责人之一福恩说道：“你可以把月球村看作是一个学习如何在地球外生活的实验室。这样我们才能真正成为多星球文明。而不是仅仅局限在地球。” 其实我们不仅要有月球基地，还需要绕月空间站，也就是月球轨道空间站。美国宇航局2019年的预算就包括了月球空间站，也就是DSG计划。空间站的第一批组件将于2022年发射，美国宇航局正在与工业伙伴合作开发栖息地方案和着陆器。目标是让宇航员定居在月球上，或者定居在月球轨道空间站里。谷歌的月球XPRIZE计划也已经开始了，其实这是一项推动公司探索月球的竞赛。探月活动现在可以说是百花齐放，百鸟争鸣的局面。
回到月球基地，日本方面最近筹集了9000万美元为月球建造机器人着陆器等，这些机器人对于月球基地的建造也起着很关键的作用。现在的基础建设将是未来月球交通网络的关键要素，可以为以后得各种商业活动打开大门。 ISSpace公司的首席执行官Takeshi Hakamada说到：“我们在月球上找到了可用的资源，我们也预料到了各种各样的行业的前景，例如最重要的采矿、钢铁、农业、医药、能源、房地产等等行业的。” 建筑科学如何应用？具体基地建筑模型较为经典的就是多穹顶月球基地模型，它完全基于三维打印技术。一旦组装完毕，充气后的圆顶会被覆盖一层3D打印的月球浮雕，这一层特别的涂装也是一层保护措施，以帮助保护居住者免受空间辐射和微流星体的伤害。 在一次欧洲航空局的研讨会上福恩说：“建造基地的最佳地点之一可能是在月球的南极区域。那里的高海拔地区几乎全年都有阳光，这意味着那里可以产生充足的太阳能。南极有一些陨石坑深处是永远没有阳光的，这陨石坑内可能会有大量冰层，我们也可以把这些冰层融化掉，通过电解为宇航员提供氧气供其呼吸，氢气可处理后用作火箭燃料。这些水也可以用来灌溉月球温室的作物。在2014年荷兰科学家的研究表明胡萝卜和西红柿可以生长在类似于覆盖月球的布满灰尘的土壤中。 4月，维也纳的建筑公司Bollinger Grohmann Schneider，通过将特别的砖块固定在拱门和穹顶上，可以创造出坚固的结构。公司发言人说这些石头足够坚固，可以在月球地震中保存下来。目前，制造一个这样的砖块需要大约5个小时，但是输送更多的阳光会加快速度。
在欧空局的年度会议上，也有科学家表示可以从地球或月球DSG空间站遥控的机器人，让它们在人类到达之前建立基本的栖息地和其他基础设施，这些栖息地可能会被埋在3米至5米的土壤下，以保护居民免受宇宙射线和太阳耀斑的影响。 月球的引力是地球的六分之一，所以科学家可以建造较轻的结构。例如，月尘可用于覆盖部分栖息地，以保护定居者免受致癌宇宙射线的侵袭，并提供保暖的作用。根据研究，为了保护人体免受安全辐射水平的影响，至少需要2.5米的月尘厚度。也需要高的能源效率，所以设计必须高绝缘材料，以确保热量最低程度的损失。还必须考虑防止陨石撞击的额外保护措施，因为月球几乎没有大气层，也许地下城市是个好主意。 月球上的植物福恩预计，到2030年，月球上将10名宇航员，宇航员需要做什么呢？除了探索月球环境和帮助机器人建立月球基地之外，他们还必须进行一些实验，来衡量地球引力降低(月球对植物、动物和人类的引力有六分之一)的影响等等。 国际空间站上的宇航员已经在吃太空生菜和其他绿叶蔬菜了。而在月球上，宇航员可以白色和红色LED灯下的水中种植植物，他们可以调整这些LED来改变植物的矿物质和维生素组成。今年，国际空间站的测试将检查番茄的组成和LED灯的关系。还需要进行更多的研究，以确定如何最好地在月球上种植植物。科学家未来的愿景是希望能够种植高大的树木。 战斗民族的月球基地俄罗斯航天局（Roscosmos）计划建立一个月球建筑系统，而不是单一的建筑，听起来就像是一部科幻电影中的科技系统。 Roscosmos上周公布了建立月球基地的计划，俄罗斯计划在未来20年内建造永久月球基地。现在，特别计划高层迪米特里罗戈津解释说，用于管理长期基地的系统是一种操作式系统，也就是地球上的工作人员操作月球上的机器人，让它们来负责初期建造工作。 虽然罗戈津没有透露机器人系统将如何工作的任何细节，但该计划让人想起詹姆斯·卡梅隆的大片阿凡达，剧中以潘多拉为背景，这是一颗气态巨行星在半人马座阿尔法星系中的一颗繁茂适宜居住的卫星，由一个名为类人种族组成。为了探索潘多拉，电影中的科学家们使用了远程操作的方法来探索。 罗戈津探索利用月球土壤作为一种资源的可能性，这种资源可以帮助3D打印新零件和修理设备，而无需从地球获得昂贵的补给。看起来好像和美国宇航局和欧洲航空局的构想是一样的。 未来是值得期待的那么，在设计月球基地的时候，我们该从哪里开始呢？在科学家那里需要考虑的是建筑材料长时间暴露在真空中时可能面临的损坏。巨大的温度变化、高速小陨石撞击、加压环境产生的高外力、极低温下的材料脆性以及高能宇宙线和太阳风粒子的长时间磨损都会在规划阶段产生很大影响。无论如何，每一步都需要小心谨慎。建造月球基地已经不只是太空探索领域的课题，它已经变成了各领域科学家的共同问题，比如月球上的植物，建筑如何防震，如何利用“当地材料”进行转化利用等等。 这是一次科学领域的通力合作！ |
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