在月球熔岩管内建造基地最新研究提供可行性方案

据中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴介绍，中国将在2028年左右建成基本的月球研究站。这个消息让很多网友兴奋不已。

近日，科技日报记者从重庆大学获悉，《空间科学与技术》杂志发表了重庆大学先进技术研究院院长谢更新、教育部深空探测联合研究中心常务副主任、北京空间机电研究所研究员郭琳丽的联合研究文章。本文讨论了月球熔岩管用于人类居住的可行性，并提出了利用地球洞穴模拟地外熔岩管的方案。该方案的可行性已得到国际认可，将选择重庆溶洞作为模拟场地开展相关研究和实验。

“人类要想在外星球上长期生活，就必须建立一个安全、稳定、低功耗、长期的住所。”谢更新说，月球熔岩管是近年来发现的特殊月球地质结构，是月球上火山活动形成的中空管状洞穴。由于月球熔岩管有坚硬的玄武岩顶，其内部环境因素，如温度、辐射剂量、陨石撞击概率等相对稳定。因此，理论上月球熔岩管可以为人类长期在月球上生活提供理想的栖息地。

根据上述研究文章，研究人员论证了利用月球熔岩管建造月球基地的合理性。在月球基地的能耗估算中，载人月球基地运行所涉及的封闭系统所需的外部能量主要用于维持人体呼吸、植物光合作用和控制内部温度。尤其是由于月球表面昼夜温差可达300多摄氏度，在月球表面建立基地将消耗巨大的能源。研究表明，在一个面积约8000平方米、高约50米的半圆形隧道洞穴中，保证一个搭载8名宇航员的月球基地正常运行所需的最低能耗约为145.5千瓦。“这个能耗比在月球上建基地低多了。”谢更新说，就能源消耗而言，月球熔岩管是建造月球基地的最佳地点。

从安全性来说，与月球表面相比，月球熔岩管辐射更少，极端条件更少，更适合建造月球基地。研究表明，月球表面以下6米的熔岩管基本不受宇宙射线和太阳辐射的影响；在地下1米范围内，太阳耀斑和太阳粒子事件几乎不会影响月球熔岩管的内部环境。

同时，月球熔岩管也可以避免陨石击穿的风险。而且由于月球熔岩管位于月球表面之下，可以很好的抵御月尘。这些带电的尘埃，是月球表面的小碎片在太阳风的作用下形成的，可以吸附在宇航服和任何设备上，而且具有研磨性，对人和设备造成很大的伤害。

此外，月球熔岩管在月球上的长期存在也证明了其结构足够稳定，能够承受月球地震的冲击。与在月球表面建立基地相比，月球熔岩管优势明显。

“到目前为止，月球探测活动已经在月球上发现了300多个洞穴入口——‘天窗’。”谢更新说，“天窗”是由活跃的熔岩管坍塌形成的坑。这300多个“天窗”可以作为天然的月球基地作为替代方案。

在充分论证了在月球熔岩管内建设月球基地的可行性后，研究团队将利用洞穴模拟重庆的月球熔岩管进行验证研究。

“地洞可以很好地模拟月球熔岩管在内部结构、自然环境、与外部环境隔离三个方面的情况。”谢更新说，虽然地球洞穴和月球熔岩管的形成机制和环境不同，但大小相似，都是弯曲的半圆形洞穴。地洞提供的空间可以满足目前的研究需求。此外，土洞和月球熔岩管的环境相对温和，pH值呈弱碱性，空气质量受外界影响较小，内部环境受外界影响较小。

据了解，研究团队计划利用重庆的喀斯特地貌寻找合适的洞穴，利用洞穴模拟地外天体熔岩管的内部环境，通过封闭洞穴实现与外部环境的完全隔离。实验包括洞穴自动建造技术、原位利用技术和人工生态系统实验。利用光导管将太阳光引入生态实验室，为作物生长提供太阳光，并研制了自动能量控制系统。

“在洞穴中建造月球基地，需要突破两大难题:如何封闭大型建筑，如何远程控制机器施工。”谢更新说，这也是研究的重点。他们将重点关注密封、自动施工技术、地下通信、生态系统循环、人体工程学等问题。他们将利用嫦娥四号首次在月球表面成功构建微生态系统，开展生物实验，培育出人类月球的第一片绿叶，从而为在月球熔岩管中建设人类基地提供可操作的方案。

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