距離阿波羅登月已經過去40年時間，但人類殖民月球的想法依然止于科幻小說中。2016年年末，中國發(fā)布《中國航天白皮書》，其中詳細披露了全球關注的中國“探月工程”未來“大動作”：中國將在2017年底發(fā)射嫦娥五號月球探測器；2018年前后將發(fā)射嫦娥四號月球探測器,實現人類探測器在月球背面首次軟著陸；2020年左右,將發(fā)射嫦娥六號等月球探測器,實現從月球極區(qū)采樣返回…
科學家們認為，人類最終可將月球打造成“第八大洲”，但很難預料，未來第一個實現開發(fā)或殖民月球的國家究竟是中國還是美國?，F在能否在月球上生存已經不是最大的問題，最大的挑戰(zhàn)是我們?yōu)楹我趁裨虑?？何時殖民？殖民后人類住在哪里？如何在月球上維持生存？我們將在本文中為你提供這些問題的答案。
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為何要殖民月球？
促進科技發(fā)展。殖民月球是空前艱巨的事業(yè)，需要解決各種難題，這必然會促進科學技術的迅猛發(fā)展，比如在航天器、人工智能、計算機、機器人、精密儀器、遙感、通信、材料、建筑、能源等工程技術以及空間生物、空間物理、空間天文等。殖民月球不僅是個好主意，而且能夠真正地改變地球上的生活。
利用月球資源。月巖中含有地殼中的全部物質元素，約有60種礦藏。此外，月球上有豐富的能源，特別是氦-3?；鹦呛湍拘侵g的小行星帶有數以十億計的小行星，它們也擁有許多有用物質，包括水冰、氫、氧甚至貴金屬。它們都漂浮在太空便利店中，可以滿足人類探索更深太空所需補給。前往月球進行太空旅游也擁有巨大潛力。
利用月球環(huán)境。由于月球上重力很低，且空氣稀薄，在月球上表面制造更大體積的零部件比地球上容易得多，比如制造太空船或太空基礎設施且成本更低。月球還可充當太空探索前哨，從那里前往太陽系其他地方也更簡單。
了解地球歷史。月球表面上未經過人為改造和破壞，因此研究月球成因、演變和構造等有助于了解地球、太陽系乃至整個宇宙的起源和演變，甚至可找到地球生命起源和進化的線索。此外，月球與地球距離更近。如果月球居民遇到困難，地球可立刻提供救援。
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殖民月球需克服哪些困難？
對月球巖石和土壤樣本的分析顯示，月球構成與地球十分相似。諸多月球探測器已經發(fā)現，月球可能像地球那樣擁有液態(tài)水。那么人類為何至今依然無法登上月球？
首先，月球上幾乎沒有空氣和大氣層，只有輕微的重力，溫度相差懸殊，每次白天、黑夜交替各有360小時（15天），其白天可達零上123攝氏度，能將人烤成人干。夜晚則可降至零下233攝氏度，能將人凍成冰棍。
其次，微流星體不斷撞擊月球表面，來自天空的危險遠高于地球。由于沒有大氣層，太陽紫外線可對月球表面上的生物造成巨大傷害。月球上還存在風化問題。月球表面有60多公里厚的粉塵，將巖石和地殼完全覆蓋住。無論對于人類還是機器來說，這些灰塵都有巨大危害。
第三，在月球上建造大型基礎設施需要的資源太多，相關項目往往被延誤，最后成為空口承諾。而要將這些巨型基礎設施從地球運送到30多萬公里外的月球上，并在月球表面厚厚的粉塵層上建造時，資金壓力將無比龐大。
最后，地球上持續(xù)的政治和經濟沖突也在阻礙著人類登陸月球。
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殖民月球住在哪？能搞房地產嗎？
目前傳回的數據顯示，月球表面幾乎沒有任何適合居住的地方。唯一可能適合建立月球基地的地方可能就是月球的兩極。這些地方可能儲存有大量水冰，而且可享受太陽幾個月的低光照。與其他地方白天的炙熱相比，月球兩極永遠都處于夕陽般的溫暖中，溫度始終保持在零度左右。所以月球的兩極應該是未來房產商拿地的黃金地帶吧，問題是地是誰的？又該由誰來開發(fā)呢？
相比較兩極，月球地下或許適合人類居?。鸿彾椿蛘呃锰烊坏娜蹘r洞。地質學家認為，巖漿流經過巖石，隨著火山噴發(fā)結束、溫度降低會形成固態(tài)通道，這就是熔巖洞?？茖W家通過研究月球探測器上采集的圖像，基于重力變化研究發(fā)現，月球表面也可能存在結構類似的熔巖洞。這些熔巖洞最初或許只有30米寬，但在頂層厚度和重力影響下，它們的寬度可達5公里，遠超過2015年所預計1公里。
如果這些熔巖洞足夠穩(wěn)定，可以成為將來永久月球基地所在。有了這些基地，我們就可以解決因大氣層不足引發(fā)的隕石降落、太陽輻射太強等危險。美國宇航局指出，人類很可能在未來10年重返月球。而這些發(fā)現和進一步的研究顯示，熔巖洞也可成為在月球表面上采集自然資源的商業(yè)采礦基地。它們或許可成為未來人類的永久月球家園，為人類未來探索并利用月球上豐富的水凍冰、稀有金屬和氦同位素等提供幫助。
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如何維持在月球上的生存？
▲“月球水”科幻假想圖
即使要在地球上維持生存，人類也必須要喝水。在月球上同樣如此，水同樣是最重要的生存保障。科學家們指出，月球上可能存有數十億噸水。這些水非常寶貴，堪稱銀河系的“瑞士軍刀”。它可供人類飲用，幫助人類形成保護宇宙輻射的防護罩，用于種植植物、保持衛(wèi)生，提取氧氣以供呼吸等。在液態(tài)氧和液態(tài)氫狀態(tài)時，水也可成為最強大的化學火箭推進劑。為此，要想在月球上成功殖民，最重要的就是找到水。
除了水外，人類還需要呼吸空氣。記得月壤嗎？它含有42%的氧氣，如果我們能夠從其中提取氧氣。這些氧氣可維持人類呼吸，也可與氫結合獲得水，并制作成火箭燃料。此外，我們知道月球上有許多水冰，巖石中也封存著許多氧氣，為此將來的月球居民可用它們來制造水和空氣。月球上也有晝夜之分，其白晝長達360個小時，為此完全可以通過收集太陽能發(fā)電。此外，月球上的氦-3也是非常高效的能源，如果核聚反應爐采用的原料是氦-3，其產生的能量將更多。并且氦-3在反應爐中產生的廢料輻射量極低，不必擔心其污染環(huán)境。
到目前為止,科學家們已在太空中成功地培育出100多種植物，包括小麥、大麥、玉米、燕麥、黃豆、黃瓜、西紅柿、煙草、青椒、蘿卜、甜菜和棉花等。實驗顯示，許多植物可以在月球上生長，它們在月球微重力環(huán)境發(fā)芽率反而更高、生長更快、收獲時間更早。動物實驗也顯示，果蠅、鵪鶉、老鼠等動物也能適應月球生活。
月球的重力僅是地球的六分之一，因此在月球上運動可能是一種挑戰(zhàn)。月球殖民者跳起的高度可達到地球上的6倍。換言之，在地球上的橄欖球場大有91米長，而在月球上其長度需要549米。月球上的運動員無須擔心天氣情況，因為月球大氣層十分稀薄，沒有復雜的天氣變化。每天都是晴天，不會下雨。可是你必須注意所謂的“太空天氣”，包括可能有高爾夫球大小的流星粒子和來自太陽耀斑中的高能粒子襲擊。另一種潛在危險可能是月球地震。阿波羅登月宇航員留在月球上的地震儀顯示，月球依然存在地震活動。這些地震足以引起建筑物結構損傷。為此，人們需要確保月球住宅足夠堅固。
隨著越來越多國家將目標對準火星，我們應該重點放在距離地球最近的天體上。我們應該發(fā)射專門尋找水的探測器，然后幫助人類重返月球。我們可能不適合生存在月球表面，但我們至少可以建立月球前哨基地，以充當科研中心和空間旅行的跳板。
月球可能是我們能夠征服的最現實的天體，畢竟我們此前已經做到過。
出品：科普中國
制作：地球觀察團
監(jiān)制：中國科學院計算機網絡信息中心
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