出品：科普中国
制作：地球观察团
监制：中国科学院计算机网络信息中心
距离阿波罗登月已经过去40年时间，但人类殖民月球的想法依然止于科幻小说中。2016年年末，中国发布《中国航天白皮书》，其中详细披露了全球关注的中国“探月工程”未来“大动作”：中国将在2017年底发射嫦娥五号月球探测器；2018年前后将发射嫦娥四号月球探测器,实现人类探测器在月球背面首次软着陆；2020年左右,将发射嫦娥六号等月球探测器,实现从月球极区采样返回…
科学家们认为，人类最终可将月球打造成“第八大洲”，但很难预料，未来第一个实现开发或殖民月球的国家究竟是中国还是美国。现在能否在月球上生存已经不是最大的问题，最大的挑战是我们为何要殖民月球？何时殖民？殖民后人类住在哪里？如何在月球上维持生存？我们将在本文中为你提供这些问题的答案。
为何要殖民月球？
促进科技发展。殖民月球是空前艰巨的事业，需要解决各种难题，这必然会促进科学技术的迅猛发展，比如在航天器、人工智能、计算机、机器人、精密仪器、遥感、通信、材料、建筑、能源等工程技术以及空间生物、空间物理、空间天文等。殖民月球不仅是个好主意，而且能够真正地改变地球上的生活。
利用月球资源。月岩中含有地壳中的全部物质元素，约有60种矿藏。此外，月球上有丰富的能源，特别是氦-3。火星和木星之间的小行星带有数以十亿计的小行星，它们也拥有许多有用物质，包括水冰、氢、氧甚至贵金属。它们都漂浮在太空便利店中，可以满足人类探索更深太空所需补给。前往月球进行太空旅游也拥有巨大潜力。
利用月球环境。由于月球上重力很低，且空气稀薄，在月球上表面制造更大体积的零部件比地球上容易得多，比如制造太空船或太空基础设施且成本更低。月球还可充当太空探索前哨，从那里前往太阳系其他地方也更简单。
了解地球历史。月球表面上未经过人为改造和破坏，因此研究月球成因、演变和构造等有助于了解地球、太阳系乃至整个宇宙的起源和演变，甚至可找到地球生命起源和进化的线索。此外，月球与地球距离更近。如果月球居民遇到困难，地球可立刻提供救援。
殖民月球需克服哪些困难？
对月球岩石和土壤样本的分析显示，月球构成与地球十分相似。诸多月球探测器已经发现，月球可能像地球那样拥有液态水。那么人类为何至今依然无法登上月球？
首先，月球上几乎没有空气和大气层，只有轻微的重力，温度相差悬殊，每次白天、黑夜交替各有360小时（15天），其白天可达零上123摄氏度，能将人烤成人干。夜晚则可降至零下233摄氏度，能将人冻成冰棍。
其次，微流星体不断撞击月球表面，来自天空的危险远高于地球。由于没有大气层，太阳紫外线可对月球表面上的生物造成巨大伤害。月球上还存在风化问题。月球表面有60多公里厚的粉尘，将岩石和地壳完全覆盖住。无论对于人类还是机器来说，这些灰尘都有巨大危害。
第三，在月球上建造大型基础设施需要的资源太多，相关项目往往被延误，最后成为空口承诺。而要将这些巨型基础设施从地球运送到30多万公里外的月球上，并在月球表面厚厚的粉尘层上建造时，资金压力将无比庞大。
最后，地球上持续的政治和经济冲突也在阻碍着人类登陆月球。
殖民月球住在哪里？能搞房地产吗？
目前传回的数据显示，月球表面几乎没有任何适合居住的地方。唯一可能适合建立月球基地的地方可能就是月球的两极。这些地方可能储存有大量水冰，而且可享受太阳几个月的低光照。与其他地方白天的炙热相比，月球两极永远都处于夕阳般的温暖中，温度始终保持在零度左右。所以月球的两极应该是未来房产商拿地的黄金地带吧，问题是地是谁的？又该由谁来开发呢？
相比较两极，月球地下或许适合人类居住：凿洞或者利用天然的熔岩洞。地质学家认为，岩浆流经过岩石，随着火山喷发结束、温度降低会形成固态通道，这就是熔岩洞。科学家通过研究月球探测器上采集的图像，基于重力变化研究发现，月球表面也可能存在结构类似的熔岩洞。这些熔岩洞最初或许只有30米宽，但在顶层厚度和重力影响下，它们的宽度可达5公里，远超过2015年所预计1公里。
如果这些熔岩洞足够稳定，可以成为将来永久月球基地所在。有了这些基地，我们就可以解决因大气层不足引发的陨石降落、太阳辐射太强等危险。美国宇航局指出，人类很可能在未来10年重返月球。而这些发现和进一步的研究显示，熔岩洞也可成为在月球表面上采集自然资源的商业采矿基地。它们或许可成为未来人类的永久月球家园，为人类未来探索并利用月球上丰富的水冻冰、稀有金属和氦同位素等提供帮助。
如何维持在月球上的生存？
(“月球水”科幻假想图）
即使要在地球上维持生存，人类也必须要喝水。在月球上同样如此，水同样是最重要的生存保障。科学家们指出，月球上可能存有数十亿吨水。这些水非常宝贵，堪称银河系的“瑞士军刀”。它可供人类饮用，帮助人类形成保护宇宙辐射的防护罩，用于种植植物、保持卫生，提取氧气以供呼吸等。在液态氧和液态氢状态时，水也可成为最强大的化学火箭推进剂。为此，要想在月球上成功殖民，最重要的就是找到水。
除了水外，人类还需要呼吸空气。记得月壤吗？它含有42%的氧气，如果我们能够从其中提取氧气。这些氧气可维持人类呼吸，也可与氢结合获得水，并制作成火箭燃料。此外，我们知道月球上有许多水冰，岩石中也封存着许多氧气，为此将来的月球居民可用它们来制造水和空气。月球上也有昼夜之分，其白昼长达360个小时，为此完全可以通过收集太阳能发电。此外，月球上的氦-3也是非常高效的能源，如果核聚反应炉采用的原料是氦-3，其产生的能量将更多。并且氦-3在反应炉中产生的废料辐射量极低，不必担心其污染环境。
到目前为止,科学家们已在太空中成功地培育出100多种植物，包括小麦、大麦、玉米、燕麦、黄豆、黄瓜、西红柿、烟草、青椒、萝卜、甜菜和棉花等。实验显示，许多植物可以在月球上生长，它们在月球微重力环境发芽率反而更高、生长更快、收获时间更早。动物实验也显示，果蝇、鹌鹑、老鼠等动物也能适应月球生活。
月球的重力仅是地球的六分之一，因此在月球上运动可能是一种挑战。月球殖民者跳起的高度可达到地球上的6倍。换言之，在地球上的橄榄球场大有91米长，而在月球上其长度需要549米。月球上的运动员无须担心天气情况，因为月球大气层十分稀薄，没有复杂的天气变化。每天都是晴天，不会下雨。可是你必须注意所谓的“太空天气”，包括可能有高尔夫球大小的流星粒子和来自太阳耀斑中的高能粒子袭击。另一种潜在危险可能是月球地震。阿波罗登月宇航员留在月球上的地震仪显示，月球依然存在地震活动。这些地震足以引起建筑物结构损伤。为此，人们需要确保月球住宅足够坚固。
随着越来越多国家将目标对准火星，我们应该重点放在距离地球最近的天体上。我们应该发射专门寻找水的探测器，然后帮助人类重返月球。我们可能不适合生存在月球表面，但我们至少可以建立月球前哨基地，以充当科研中心和空间旅行的跳板。月球可能是我们能够征服的最现实的天体，毕竟我们此前已经做到过。
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