月球基地研究溶洞模擬平台構想圖 重慶大學供圖

科學家們計劃開展研究和試驗的酉陽喀斯特溶洞地貌

　　如果人類要選擇一個最近的外星球生存，月球無疑是最佳選擇，可是我們該如何克服月球上的高溫、輻射和月塵等一系列惡劣因素呢？

　　重慶的科學家給出了一種解決方案：利用月球上特殊的地質結構——月球熔岩管，“住”到月球去。

　　近日，最新一期出版的《空間科學與技術（英文）》期刊刊發了由重慶大學謝更新團隊聯手北京空間機電研究所果琳麗研究員的研究文章，該研究探討將月球熔岩管用於人類居住的可行性，並提出利用地球溶洞模擬地外熔岩管的方案設想。

　　這一方案可行性得到國際認可，並將利用重慶酉陽的喀斯特溶洞作為模擬場地，開展相關研究和試驗。

　　月球上的熔岩管可成人類生存基地

　　眾所周知，人類設想能在地外星球上長期生存，就必須建立一個安全、穩定、可長期使用的居住地。

　　為什麼會想到利用月球上的熔岩管來建立基地？

　　謝更新團隊認為，由於月球熔岩管有堅硬的玄武岩頂，其內部環境因素的變化都相對有限（如溫度、輻射劑量和隕石撞擊概率），理論上為人類在月球的長期居住提供了理想的棲息地。

　　首先是輻射問題，嫦娥四號為我們帶回了最新測量數據：月球表面的輻射比地球表面輻射高200倍左右。

　　但相比月球表面，處於月表下的月球熔岩管所受輻射小且極端條件較少，月表6米以下的熔岩管基本上免於宇宙射線和太陽輻射的傷害；在地下1米以內的深度，太陽耀斑和太陽粒子事件(SPE)基本不會影響到熔岩管內部環境。

　　那麼，是不是每一個月球熔岩管都適合人類建設基地呢？

　　研究團隊認為，適用於建設基地的熔岩管還應免受隕石擊穿風險，即隕石影響半徑必須小於管道的埋深。

　　除此之外，月球表面的小碎片在太陽風的作用下形成的帶電塵埃，可以吸附在任何設備上，具有研磨性，對人和機器非常有害。但太陽輻射一般無法到達熔岩管內部，幾乎不會産生帶電的月球塵埃，所以月球熔岩管中的月塵含量極少。

　　月球熔岩管在月球上的長期存在亦證明其結構足夠穩定，可以承受月震的影響，這與在月球表面建造基地相比具有明顯的優勢。

　　用酉陽溶洞模擬月球熔岩管進行研究

　　人類要生存，各種各樣的能量必不可少，月球熔岩管內能夠“保供”嗎？

　　謝更新説，有人月球基地運行中涉及的封閉系統需要的外部能量主要包括：乘員呼吸、植物光合作用和內部溫度控制。

　　“保供”測試，不能到了月球再開始，而必須在地球上完成。

　　那麼，到哪去找一個和月球熔岩管差不多的地質結構來完成一系列的試驗呢？

　　研究團隊瞄準了地球上的一種地質結構——喀斯特地貌形成的溶洞。

　　“以重慶溶洞為例，地球溶洞在內部結構、自然環境和隔絕外界環境三個方面可以很好地模擬月球熔岩管情況。”

　　溶洞和熔岩管的形成機制和環境不同，但它們的大小相似，都是彎曲的半圓形洞穴，溶洞提供的空間可以滿足現階段的研究需求。

　　科學家們計劃採用溶洞模擬地外天體熔岩管的內部環境，通過封閉溶洞實現與外部環境的完全隔離。

　　溶洞實驗包括洞室自動施工技術和就地利用技術以及人工生態系統實驗，採用導光管將陽光引入生態實驗室，為作物生長提供陽光，並開發自動能源控制系統。

　　在溶洞內建設月球基地，還需要突破如何對大的建築體密封和如何遠程操控機器建造兩大難題。”謝更新&&，這也是項目研究的重點，他們將圍繞密封、自動建造技術和地下通信、生態系統循環、人機環工效等問題進行研究。

　　同時，科學家還將利用團隊“嫦娥四號”成功在月面首次構建微型生態系統、開展生物實驗並培育出人類月球第一片綠葉的技術和經驗基礎上，為在月球熔岩管內建造人類基地提供可操作性方案。（李晟）