嫦娥八號有望月球建「廣寒宮」 登月基建需解決哪些難題?

撰文:孫聖然
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正在研製的「嫦娥八號」有望在月球建起「廣寒宮」,那麼,若太空人和機械人想登上月球搞基建,需要解決哪些難題?

「月壤磚」正進行中國空間站艙外暴露試驗。(央視)
機械人就地取材建設月球基地想象圖。(中國航天報)

據《中國航天報》消息,近日,中國工程院院士、中國探月工程總設計師吳偉仁表示,正在研製的「嫦娥八號」有一個重大任務,即研究如何在月球上蓋房子。他並透露,中國已研製出世界上第一台「月壤打磚機器」。這些成果使大眾又一次對月球基建暢想煥發了熱情和憧憬。

事實上,半個世紀以來積累的各國探月經驗表明,月球的岩土地質條件與地球存在一定的相似之處,但在地球上搞基建的經驗顯然不能完全照搬到月球上。有研究指出,月球地下熔岩管將是未來月球基地的理想選址,有望為太空人和設備提供必要的防護,抵禦宇宙輻射和微流星體的威脅,甚至有可能保存着古老生命遺跡。

而當前,人類對月球地下熔岩管了解不多,有有必要開展大規模勘探活動,比如出動配備三維成像裝置和導航系統的機械人,詳細測繪其入口和內部環境。接下來,太空人和機械人需要合理規劃利用、改造天然地形,適當「挖洞」,還要選擇合適材料填補「縫隙」,完善空間利用率和增壓氣密性。

「月壤磚」的樣品被送上太空站作為期三年的暴露實驗。(網上圖片)
科研人員在實驗室做出的「月壤磚」呈榫卯結構,其抗壓力為普通磚頭的三倍。(網上圖片)
中國建設的月球基地是甚麼樣,現階段仍未有定案,大家只能發揮想像。(getty)

不過,地下基地更適合人類在月球生活的早期階段,而生理構造和精神需求決定,人類始終向往生活在可見天日的建築內。這就要求在月表修建房屋,必然會大量使用「月壤磚」。

目前,「月壤磚」正在進行中國空間站艙外暴露試驗。若成功製取合格的「月壤磚」後,將發展月球建築工廠以確保其大量供應月球基建工程。而未來,往返於地月空間的載人/貨運火箭有必要借助重覆使用設計、材料和結構技術革新等,降低綜合成本,使包括月球基建在內的探月任務與航天產業形成良性循環,成為負擔得起的可持續性活動。

由於月球沒有大氣層,月晝期間光照條件出色。多國科研機構和商業航天提出了建設新概念月面光電轉換裝置,通過大範圍匯集、聚焦陽光,開展高效的發電、加熱、材料燒結等工作,還設想利用月壤制作光伏板、反射鏡、特殊線纜等,降低能源供應成本。

至於月球基建材料可以原位利用月壤中的哪些元素,實現大規模製取;需要怎樣巧妙調整建築設計,確保適應月球環境;月球蘊藏的各種資源是否具備足夠大的開採價值,進而使月球基建工作有利可圖、可持續發展等相關問題要通過更多月球科考、勘探任務逐步解答。