在新一輪登月熱潮中，如何開發豐富的月球資源成為各國關注的熱點科技話題。據美國《防務新聞》20日報道，以預研“未來科技”而著稱的美國國防高級研究計劃局（DARPA）與美國航空航天巨頭諾斯羅普·格魯曼公司簽署了開發“月球軌道”概念的協議，希望它能“再現19世紀的美國西部大開發熱潮”。
月球懸浮軌道運輸系統概念圖
確定月球大開發的基礎技術
報道稱，諾斯羅普·格魯曼公司在聲明中&&：“設想中的月球軌道網絡可以在月球表面為商業企業運輸人員、物資和資源，為美國和國際合作夥伴的太空經濟做出貢獻。”該公司的工作重點是確定建立月球交通網絡所需的接口、資源，列出可預見成本、技術和後勤保障風險清單。該公司還將提出月球軌道系統的原型，探索使用機器人建設、操作系統的概念方案，包括月表平整和基礎準備、軌道放置與路線規劃、連接與精加工、檢查、維護和維修等。
美國“太空”網站20日稱，DARPA希望月球軌道可以為月球帶來持續的經濟發展，“再現19世紀末美國西部大開發熱潮”。報道稱，該項目屬於DARPA提出的“未來十年月球架構能力研究（LunA-10）”，這項為期七個月的研究不會資助建設或硬體開發，而是旨在確定開發未來月球基礎設施的相關技術。DARPA去年12月選定了14家公司，旨在探索到2035年支持未來月球經濟的概念性研究，重點領域包括發電、月球採礦和資源利用、導航、移動和物流。入選的公司包括發射提供商、初創公司、國防主承包商和科技公司。DARPA戰略技術辦公室項目經理邁克爾·納亞克宣稱，“未來10年，月球經濟將發生重大轉變。為了更快實現目標，LunA-10希望找到能實現多任務月球系統的解決方案——例如同步提供通信和導航的無線發電站。”他補充説，此類工作將加速“政府和商業航天企業可能使用的關鍵技術，並最終促進月球的經濟活力。”
月表修路有多難
按照美國主導的“阿爾忒彌斯”載人登月計劃，在第一階段的“重返月球”實現後，未來將修建月球基地並充分開發月球資源。但正所謂“要想富先修路”，想要在月球大搞資源開採，首先就必須邁過建設月球交通網的難題。
美國《大眾機械》網站2023年4月曾介紹説，由於月壤的特殊性，使得修建月球道路非常有必要。據介紹，當年執行“阿波羅”登月計劃的美國宇航員曾乘坐月球車在月球表面行駛，但他們很快意識到問題所在。“首先，月壤沒有像地球上的沙子或碎石那樣被風化，它們就像鋸齒狀的小刀片，會進入並磨損設備接頭和橡膠墊圈，導致車輛快速損壞。其次，由帶靜電的顆粒構成的月塵不僅會附着在一切物體上，還會被吸入呼吸道，對人體健康而言很危險。”
然而在地球上修建道路的方法，並不能照搬到月球表面。美國賓夕法尼亞州立大學教授斯文·比倫介紹説，目前修建道路要麼是直接將土地壓實，要麼是將水泥、細沙、少量其他化合物與水混合後製造混凝土，要麼是把碎石和瀝青混合在一起鋪在路面上。但問題在於，這些做法在月球上都存在各種難以克服的難題。月壤的特性使其難以被壓實，而且這種土路本身就很容易破損，無法作為主要交通道路。而月球的水資源太過珍貴，必須用於維持生命和滿足其他需求方面，因此月球上的混凝土必須不含任何水分，而且考慮到從地球運送物資的巨大成本，它還必須滿足就地取材的苛刻限制。此外，美國科學家在試驗中發現，在月球表面重力極低的情況下，混凝土會形成許多裂縫，因此還需要想辦法在設計時加以彌補。至於説瀝青路面，在當前太空運輸方式沒有得到徹底改變的情況下，在經濟上是不可能承受的。
磁懸浮柔性軌道受關注
針對在月球表面修建道路的各種技術障礙，美國國家航空航天局（NASA）旗下的噴氣推進實驗室提出過一種月球軌道方案。美國《宇宙》雜誌介紹説，它是基於石墨烯柔性膜的月球懸浮軌道運輸系統，由兩個必要層和第三個可選層組成。第一層是石墨烯薄膜，能使機械推車利用磁懸浮效應飄浮在軌道上方，第二層是柔性電路層，負責産生電磁推力控制機械推車沿着道路運行；位於底部的太陽能薄膜則是將太陽光轉化為電能。這套系統沒有運動部件，不需要考慮支架或輪子受到月塵的磨損問題。由於月球重力只有地球的1/6，使得這套磁懸浮系統的效果遠好於地球。計算結果顯示，它可以讓機械推車懸浮在典型月塵飄浮高度的兩倍以上，再加上月球表面沒有空氣，機械推車經過時不會揚起月塵，因此它能在不干擾任何月塵的情況下沿着軌道移動。該設計還考慮到，即便因為其他因素導致月塵掉落在軌道表面，也可以使用專門設計帶有毛刷的機械推車進行清除。
報道稱，與傳統的公路、鐵路或索道不同，這套柔性磁懸浮系統可以直接展開鋪設到月球表面上，從而避免了大型的現場施工。由於它的重量遠小於常規道路設備，相關製造可以在地球完成，再由飛船運送到月球表面。此外，它還可以捲起來並重新鋪設，以適應不斷變化的月球基地任務要求。
不過“太空”網站也提到，目前關於月球軌道的概念設計處於早期階段，何時能夠實施還是未知數，首先需要等待“阿爾忒彌斯”載人登月計劃的第一階段完成之後才會具體考慮。“阿爾忒彌斯”計劃幾經推遲後，確定於2026年實施首次載人登月，但目前仍面臨“獵戶座”載人飛船、“星艦”月球着陸器和艙外航天服研製進度嚴重滯後等問題，NASA方面多次要求國會增加撥款，否則可能導致整個登月項目無法繼續推進。
值得注意的是，美國在月球資源開採方面還拉攏多國簽署《阿爾忒彌斯協議》，企圖利用該協定確認美國在月球開發礦藏資源的合法性，並且在月球建立所謂安全區進行能源開採，同時“阻止中俄等競爭對手的挑戰”。
此外，美國太空軍對月球潛在軍事用途的興趣也在增加。《防務新聞》稱，太空軍在2月宣布了建立太空未來司令部的計劃，負責驗證前瞻性概念和新興任務。其中“地月行動”是該司令部探索的首批未來概念之一。報道稱，3月18日，美國太空軍首席戰略和資源官肖恩·布拉頓中將在華盛頓特區舉行的“衛星2024”會議上發表講話時&&，太空未來司令部的“地月行動”將側重於了解圍繞月球的行動是否能為太空軍帶來軍事利益。
