清华未来人居 | 上九天揽月—太空基地未来人居探讨

 

随着科技的发展，时代的进步，人类已经逐渐将触手伸到了外太空，将探索的领域活动的范围扩大至星球与星球。随着登月活动和火星探测器的一一实现，类似《极乐世界》《火星救援》《星际穿越》等科幻电影作品中在其他星球栖居的场景和情节也似乎也显得并不遥远了，甚至给人以“实现指日可待”的感受。

我们国家的技术研究人员其实对未来的太空基地也早有设想，以月球载人基地为例:

居住系统

提供密闭的居住环境，防止居住者受到月球表面的恶劣环境的影响；有刚性舱、充气舱、熔洞式及3D打印等多种方式，满足安全性、宜居性、可扩展性和经济性的要求。

实验舱和生活舱采用基本相同的充气结构设计，根据任务不同进行调整，配置相应的设备设施。

同时，需要长期使用进行实验任务的基地可能会采用3D打印的技术形式，通过月壤粉末熔化重铸，铺成薄层，热源在计算机控制下烧结粉末，然后进行下一层铺设；重复打印整个建筑结构。

通信与导航系统

在月表采用双星中继系统+月面通信站+载人飞船的通信系统。

原位资源利用系统

广义的原位资源利用可以包括物资资源、太阳能、高真空、低重力及位置资源等的利用。潜在的物资资源有水、太阳风挥发物、月壤和矿物等，其中最紧迫、最可行的是制水和制氧。

以月面制水和制氧为例，月球水以气态水和固态水存在，没有地球上的液态水形式。利用月表常年光照区和永久阴影区紧邻的特点，从光照区反射太阳光至阴影区，解决阴影区无光照、温度低的工程难题，通过蒸发和液化实现液态水的制造。

月面制氧主要是利用月球钛铁矿为原料，通过氢还原法、碳热还原法、高温电解法和等离子高温分解法等。

以上为研究人员对月球载人基地的几个可能方向的设想探讨。人类建设未来太空基地实则面临着许多巨大的挑战，如恶劣的热环境、能源供应问题、微流星体防护等。

而要实现“太空移民”的愿景，像“马克斯计划”那样把大批人类送上火星或月球这样的星体，我们必须要先实现在这些星体上生产建筑、水、氧、食物，实现自给自足。

最后，就是提升我们的往返运输能力，以月地往返为例，运输成本每一克都代价十分昂贵，嫦娥五号带回月球样品1731克就耗费了巨大的成本。未来如果要真的使太空居留地成为现实，我们必须要缩短时间和重量成本，而不会是像电影《太空旅人》那样耗费120年时间去运送一批人开拓新的太空家园。

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