如何“住”到月球去 重庆科学家给出解决方案

月球基地研究溶洞模拟平台构想图 重庆大学供图

科学家们计划开展研究和试验的酉阳喀斯特溶洞地貌

如果人类要选择一个最近的外星球生存，月球无疑是最佳选择，可是我们该如何克服月球上的高温、辐射和月尘等一系列恶劣因素呢？

重庆的科学家给出了一种解决方案：利用月球上特殊的地质结构——月球熔岩管，“住”到月球去。

近日，最新一期出版的《空间科学与技术（英文）》期刊刊发了由重庆大学谢更新团队联手北京空间机电研究所果琳丽研究员的研究文章，该研究探讨将月球熔岩管用于人类居住的可行性，并提出利用地球溶洞模拟地外熔岩管的方案设想。

这一方案可行性得到国际认可，并将利用重庆酉阳的喀斯特溶洞作为模拟场地，开展相关研究和试验。

月球上的熔岩管可成人类生存基地

众所周知，人类设想能在地外星球上长期生存，就必须建立一个安全、稳定、可长期使用的居住地。

为什么会想到利用月球上的熔岩管来建立基地？

谢更新团队认为，由于月球熔岩管有坚硬的玄武岩顶，其内部环境因素的变化都相对有限（如温度、辐射剂量和陨石撞击概率），理论上为人类在月球的长期居住提供了理想的栖息地。

首先是辐射问题，嫦娥四号为我们带回了最新测量数据：月球表面的辐射比地球表面辐射高200倍左右。

但相比月球表面，处于月表下的月球熔岩管所受辐射小且极端条件较少，月表6米以下的熔岩管基本上免于宇宙射线和太阳辐射的伤害；在地下1米以内的深度，太阳耀斑和太阳粒子事件(SPE)基本不会影响到熔岩管内部环境。

那么，是不是每一个月球熔岩管都适合人类建设基地呢？

研究团队认为，适用于建设基地的熔岩管还应免受陨石击穿风险，即陨石影响半径必须小于管道的埋深。

除此之外，月球表面的小碎片在太阳风的作用下形成的带电尘埃，可以吸附在任何设备上，具有研磨性，对人和机器非常有害。但太阳辐射一般无法到达熔岩管内部，几乎不会产生带电的月球尘埃，所以月球熔岩管中的月尘含量极少。

月球熔岩管在月球上的长期存在亦证明其结构足够稳定，可以承受月震的影响，这与在月球表面建造基地相比具有明显的优势。

用酉阳溶洞模拟月球熔岩管进行研究

人类要生存，各种各样的能量必不可少，月球熔岩管内能够“保供”吗？

谢更新说，有人月球基地运行中涉及的封闭系统需要的外部能量主要包括：乘员呼吸、植物光合作用和内部温度控制。

“保供”测试，不能到了月球再开始，而必须在地球上完成。

那么，到哪里去找一个和月球熔岩管差不多的地质结构来完成一系列的试验呢？

研究团队瞄准了地球上的一种地质结构——喀斯特地貌形成的溶洞。

“以重庆溶洞为例，地球溶洞在内部结构、自然环境和隔绝外界环境三个方面可以很好地模拟月球熔岩管情况。”

溶洞和熔岩管的形成机制和环境不同，但它们的大小相似，都是弯曲的半圆形洞穴，溶洞提供的空间可以满足现阶段的研究需求。

科学家们计划采用溶洞模拟地外天体熔岩管的内部环境，通过封闭溶洞实现与外部环境的完全隔离。

溶洞实验包括洞室自动施工技术和就地利用技术以及人工生态系统实验，采用导光管将阳光引入生态实验室，为作物生长提供阳光，并开发自动能源控制系统。

在溶洞内建设月球基地，还需要突破如何对大的建筑体密封和如何远程操控机器建造两大难题。”谢更新表示，这也是项目研究的重点，他们将围绕密封、自动建造技术和地下通信、生态系统循环、人机环工效等问题进行研究。

同时，科学家还将利用团队“嫦娥四号”成功在月面首次构建微型生态系统、开展生物实验并培育出人类月球第一片绿叶的技术和经验基础上，为在月球熔岩管内建造人类基地提供可操作性方案。

重庆晨报记者 李晟