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如何建造月球基地

美国宇航局、欧洲航天局、俄罗斯和中国都在研究月球生活,我们着眼于建立月球基地的挑战和优势。

现在,让我们下车吧。忘记了相机。

这些普通的话有一个非凡的意义:他们被认为是人类所说的最后一句话月亮

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那是1972年12月,当时阿波罗17任务在三年大胆和大胆举行的帷幕下降宇宙探索12个人在月球尘埃上留下了历史性的脚印。

但在过去的四十年里,我们最近的邻居一直没有人类接触,只有我们派出的机器人哨兵在探索。

这种情况可能即将改变,至少如果是这样的话Johann-Dietrich Woerner这位欧洲航天局(ESA)总干事实现了他的梦想——他想在月球上建一个村庄!

世界各地的其他太空机构,包括美国国家航空航天局俄罗斯机构Roscosmos也一直在制作类似的噪音。我们终于可以进入月球上永久性人类存在的时代吗?

第一阶段:到月球旅行

首先,你带的东西越少越好。

它的成本至少为10,000美元,只需10千克材料即可进入太空,这是在你甚至进入月球轨道之前并将其降落在月球之前。

威斯敏斯特大学的天体生物学家说:“目前最流行的词是‘就地资源利用’或ISRU。刘易斯教授Dartnell.

©ESA / Foster & Partners
©ESA / Foster & Partners

换句话说,尽可能多地利用现有资源来降低成本。因此,当地资源将决定基地的位置。

韦尔纳的想法是在月球的远端开始建造——月球的那一面总是远离地球。中国也认为这是最好的地点。

这当然是一个安装望远镜的好地方,但缺点是你需要一个中继卫星系统来保持与地球的联系——这是一个关键的心理因素,因为不要感到太隔绝很重要。

另外,如果您纯粹在资源方面思考,那么靠近月亮的南极可能是一个更好的赌注,因为它是一个最初的住所那里有很多浇水以及其他矿物。

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俄罗斯目前正在研究在该地区的马拉伯特山建立基地的可行性。

另一个对南极有利的因素是气候。月球和地球是一个非常不同的地方,它绕地轴旋转一周需要将近一个月的时间。所以在月球的大部分地区,白天和黑夜都持续两周左右。

然而,月亮南极的一些地区几乎总是照亮,就像夏天我们的北极一样。

这意味着温度不会有很大的变化,因此太阳能电池板可以吸收大量的阳光,为潜在的月球殖民地供电。如果一开始有人在月球上建立殖民地的风险太大,我们可以从一个只有机器人的基地开始。

这当然是日本宇宙航空研究开发机构(Jaxa)正在酝酿的计划。

它希望到2020年在月球上有一个永久性的机器人飞地,机器收集97公里(60英里)外的月球样本,然后返回基地,通过火箭将其带回地球。

第二阶段:建造月球基地

3D打印机构建月亮基础,逐层
3D打印机建造月球基地,一层一层的©ESA / Foster & Partners

3D打印的出现可能是一个游戏更换器。在2014年底,套筒扳手的设计已通过电子邮件发送给宇航员国际空间站然后他们用他们的3D打印机创造了它。

研究人员对在月球基地使用类似技术的前景感到兴奋。

欧洲航天局已经在与建筑师Foster + Partners协商,以月球土壤为原料,通过3D打印在月球上创建大规模基础设施的可能性。

“我们已经证明了3D打印可以是一个非常有效的工具,并且可以处理月球巨石[松散的材料],”ESA材料技术工程师Laurent Pambagaguian说。

这个重达1.5吨的积木是3d打印的
这个1.5吨建筑块是3-D印刷©ESA / Foster&Partners

如何收集足够数量的风化层并交付给打印机还有待观察,Pambaguian警告说,需要一个机器人任务来确保该系统在月球减弱的重力场中工作。

但如果成功了,在紧急情况下,可以在数小时内设计出一个关键设备,传送到月球并打印出来,这比用火箭发射要快得多。

月球南极白天90%的时间都有光照,是最佳位置
月亮的南极达到了90%的一天,使它成为最好的位置©ESA / Foster&Partners

在福斯特+合作伙伴的概念中,材料将是3D印在光线上的3D上。

然而,毕格罗宇航公司建议使用一个小型的独立充气舱,并已经与美国宇航局合作。他们说,他们的第一个充气月球基地将在2025年到位。

俄罗斯殖民地殖民山的计划也被私营公司 - 林工业领导。

该公司认为,实现这一壮举所需的技术目前还不具备,但预计将在五年内实现。50次火箭发射将使该基地成为现实,但成本近100亿美元。

着陆器将居住舱带到月球表面
着陆器携带居住舱到达月球表面©ESA / Foster & Partners

第三阶段:在月球上生活

当涉及到我们脆弱的身体结构时,月球带来了一些生物问题。人类进化到能在地球上生活,而不是38万公里(24万英里)以外的贫瘠岩石上。

我们需要测试引力改变对我们生物学的影响。“在肌肉浪费和骨架的脱矿方面,零重力在人体上完全破坏,”达特内尔说。

在月球上,重力只是我们习惯的六分之一。“我们不知道这是否足以让人体保持健康,”他补充道。

胶囊释放的充气圆顶提供了一个构建的框架
胶囊释放的充气圆顶提供了一个框架,用于构建©ESA / Foster&Partners

殖民者将面临的另一个关键挑战是辐射。地球有大气层和磁场,这两者都是巨大的安全毯,保护我们免受来自银河系的太阳粒子和宇宙射线的伤害。

在月球上没有天然屏障来抵御这些危险,我们必须想办法保护自己。否则,辐射会穿透宇航员的皮肤,将能量注入他们的DNA,导致辐射病、白内障和更高的风险癌症

墙壁可以用月球土壤3D打印
墙壁可以使用月球土壤3D打印©ESA / Foster & Partners

辐射防护层需要有几米厚。“你将需要某种形式的月球JCB,你可以用月球风化层的材料来埋葬你的栖息地,”达特内尔说,坚持ISRU的咒语。

这足以在辐射到达住在里面的人之前吸收辐射。其他必需品是水、氧气和食物。幸运的是,月球部分地区存在的水冰可以通过融化冰和分裂H提供前两种能量2o达到氧气。

食物很可能来自种植新鲜水果和蔬菜的室内温室,Dartnell认为这将不仅仅是简单的食物来源。

他说:“在南极洲,即使是像种西红柿这样非常简单的事情,也被证明对保持人们清醒有极大的好处。”

月球基地计划Foster + Partners
月球基地平面图©Foster + Partners

不应该忘记心理角度。月球群体的第一个居民在数量中可能会非常少,例如,计划在推动到四个之前与两个人开始。

在加压,狭窄和外星环境中工作造成了对心理的影响。可以从以前的实验中学到经验教训,比如迄今为止的ISS和MARS500项目的旅行,其中志愿者被孤立被锁定,以重建潜在的红星行星之旅。

我们可以学到什么

科学的吸引力是显而易见的。阿波罗号宇航员返回地球的月球样本是了解我们的天体伙伴的内部工作和历史的宝贵资源。

然而,知识仍然有限,因为只有几个月球位置返回少量材料。一支永久居民的团队将派我们将月球研究到过载的能力。

“良好的比较是,南极洲的永久性人类基础设施如何促进了这种科学研究,如果我们刚从时间在自动有效载荷中跳动,”解释说:“解释说伊恩·克劳福德教授他是伦敦大学伯克贝克分校的行星科学家。

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一个3D打印的防护罩可以防止辐射和碎片,而增压的生活区可以容纳四个人。天窗为月球基地提供了一些急需的日光,原始的太空舱作为气闸和技术支持模块,带有通信和其他设备©ESA / Foster & Partners

有趣的是,月球居住可以扩展我们对太阳系以外地区的知识——长期以来,月球一直被认为是建造望远镜窥视遥远宇宙的绝佳地点。

光学望远镜将前所未有地观测到我们银河系的中心,而射电望远镜将摆脱现代文明不断增加的背景噪音。人类可以被派去建造和维修这一套仪器,就像他们在地球上建造山顶望远镜一样。

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由于有这么多未开发的资源,第一个月球基地可能根本不会由政府主导的太空机构提供资金——私营企业可能是第一个建立基地的企业。美国国家航空航天局(NASA)最近的一项研究表明,公私合作可以将这项任务的成本削减90%。

眼睛也在一个永久的火星殖民地上,月亮将是测试新生技术的绝佳场所。这肯定是一个更安全 - 如果事情出错,它只需要几天的地球安全。或者,可以快速向农历表面快速提供紧急用品。火星上的前哨将远远偏远,从帮助中至少六个月离开殖民地的任何人。

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