探索月球基地建設(shè)的中國方案
發(fā)布日期： 2024-12-10 供稿：科技日報
編輯：吳楠 審核：劉曉俏 閱讀次數(shù)：
“月球上有沒有可能建一個氦-3提煉工廠,？”“能不能利用月球隕石坑建一個月球版FAST？”……在12月7日至8日舉行的香山科學(xué)會議第759次學(xué)術(shù)討論會上,，包括16位院士在內(nèi)的百余名科技界專家圍繞月球基地建設(shè)開展“頭腦風(fēng)暴”,，進(jìn)行熱烈討論,。
當(dāng)前，航天大國和國際組織紛紛發(fā)布了雄心勃勃的月球基地建設(shè)任務(wù)規(guī)劃或遠(yuǎn)景目標(biāo),。中國將如何建設(shè)月球基地,，備受矚目。
此次由北京理工大學(xué)承辦的香山科學(xué)會議,，以“面向太空基地建設(shè)的月基全域太空環(huán)境平臺”為主題,，深入探討月基環(huán)境探測、月基原位建造,、月基全域運(yùn)輸,、月基能源利用四大中心議題。與會專家學(xué)者認(rèn)為,，我國亟需構(gòu)建高起點(diǎn)的月基平臺科技創(chuàng)新體系,，加快探索月球基地建設(shè)的中國方案。
加快“換道超車”
月球基地什么樣,？這個充滿未知的問題,，激發(fā)人們無限想象。
中國工程院院士,、北京理工大學(xué)黨委書記張軍提出了開展“三站一體”月球科考工程（Moon Exploration Engineering and Technology,，簡稱“MEET”）的設(shè)想。張軍提出,，月球科考工程設(shè)想涵蓋三大月基平臺建設(shè)：區(qū)域移動科考站,，旨在打造多場域新質(zhì)感知的重大科學(xué)設(shè)施；廣域月基環(huán)境站,，旨在建成覆蓋月基全域的多維環(huán)境監(jiān)測預(yù)報體系,；月外空間監(jiān)視站，旨在實現(xiàn)月基空間全時的目標(biāo)監(jiān)視預(yù)警能力,。
MEET的背后,，是關(guān)于構(gòu)建月基平臺科技創(chuàng)新體系的思考。張軍認(rèn)為,，月球具有極大探測價值,，是稀有資源富集地、起源探索新領(lǐng)地,、深空探索前沿陣地,、未來科技競爭博弈新高地。相比美國,，中國探月工程和載人登月工程起步較晚,，尚有一定差距。他建議，加快構(gòu)建月基全域“知—源—運(yùn)—建”平臺體系,?！爸奔丛禄h(huán)境探測，“源”即月基能源利用,，“運(yùn)”即月基全域運(yùn)輸,，“建”即月基原位建造?！拔覀円粩嗤黄普J(rèn)知新極限,，開拓深空新疆界，實現(xiàn)月球開發(fā)利用的‘換道超車’,?！睆堒娬f。
在完成“繞,、落,、回”三步走規(guī)劃后，我國正在實施探月工程四期任務(wù),，目標(biāo)是在月球南極區(qū)域建設(shè)國際月球科研站基本型,。中國深空探測重大專項總設(shè)計師吳艷華介紹，我國計劃聯(lián)合其他國家共同建設(shè)國際月球科研站,。它是在月球表面與月球軌道長期自主運(yùn)行，短期有人參與,，可擴(kuò)展,、可維護(hù)的綜合科學(xué)實驗設(shè)施。國際月球科研站建設(shè)將按照兩個階段分步實施,，2035年前后建成基本型,，在月球南極區(qū)域建設(shè)半徑約10公里的中心站區(qū)，具備百公里范圍科研作業(yè)能力,；2045年前后完善拓展型,，建成月球軌道站，完善建設(shè)月面南極中心站,，具備可持續(xù)全月面科學(xué)研究,、資源開發(fā)、技術(shù)驗證等能力,，并為載人登陸火星等深空探測任務(wù)奠定基礎(chǔ),。
“國際月球科研站有望成為由我國主導(dǎo)發(fā)起的國際大科學(xué)工程?！眳瞧G華說,，該工程的總體目標(biāo)之一是構(gòu)建全球伙伴參與、多方合作共贏的國際合作交流平臺,，歡迎世界各國伙伴在項目各個階段,、任務(wù)各個層級參與國際月球科研站建設(shè),，開展項目合作。
勇闖科技“無人區(qū)”
月球基地怎么建,？用中國工程院院士,、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授鄧宗全的話說，中國航天已進(jìn)入“無人區(qū)”,，月球基地建設(shè)與高效益運(yùn)營意義重大,，工程方案制定要以科學(xué)目標(biāo)為牽引。多位與會專家建議,，對于這種大型項目可采取分布組合的方式組織實施,，以提高效率、加快進(jìn)度,。
日前搭載天舟八號貨運(yùn)飛船升空的“月壤磚”,，提供了一種月面建造材料方案。這種特殊的“月壤磚”,，由中國工程院院士,、華中科技大學(xué)教授丁烈云團(tuán)隊研制。團(tuán)隊通過分析嫦娥五號月壤樣品成分,，并模擬配成后燒結(jié)制成“月壤磚”,。丁烈云介紹，此次將“月壤磚”送往空間站開展艙外暴露實驗,，目的是為未來在月建設(shè)積累科研數(shù)據(jù),。
將于2028年前后發(fā)射的嫦娥八號是國際月球科研站先導(dǎo)任務(wù)。它將與計劃在2026年前后發(fā)射的嫦娥七號共同構(gòu)建國際月球科研站基本型,。國家航天局探月與航天工程中心研究員,、嫦娥八號副總設(shè)計師王瓊介紹，嫦娥八號任務(wù)中將測試?yán)?D打印技術(shù)制成“月壤磚”,，并攜帶一個全新模塊作業(yè)機(jī)器人,，進(jìn)行載荷布設(shè)、月壤添加和“月壤磚”拼接等工作,。
在月球基地建設(shè)中,，數(shù)智技術(shù)可能發(fā)揮重要作用。中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所研究員劉建忠介紹,，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所與阿里云日前聯(lián)合發(fā)布的國際首個月球科學(xué)多模態(tài)專業(yè)大模型,，實現(xiàn)了月球科學(xué)問題的專業(yè)問答，能夠完成地質(zhì)構(gòu)造年代判別等任務(wù),。他建議,，未來應(yīng)進(jìn)一步建設(shè)數(shù)智行星，為深空探測任務(wù)提供地面的運(yùn)行環(huán)境及模擬試驗的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)而降低工程實施風(fēng)險,，提高工程實施效能,。
進(jìn)入開發(fā)新階段
月球基地怎么用？與會專家普遍認(rèn)為,，我國月球基地建設(shè)使用應(yīng)實現(xiàn)幾大轉(zhuǎn)變,，要從以前的技術(shù)追趕轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)于重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)及資源開發(fā)利用，實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用同步發(fā)展,；要從完成單項任務(wù)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)行長期駐留式探測,，實現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)的體系化規(guī)劃；要從自上而下的政府主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)檎疇恳?、傳統(tǒng)航天研究“國家隊”和商業(yè)航天企業(yè)共同發(fā)力,。
展望月球基地可實現(xiàn)的科學(xué)任務(wù)目標(biāo)時，中國科學(xué)院院士,、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心主任王赤說,，月球是解開宇宙起源終極問題的一個理想場所。如果在月球背面建立低頻射電陣列或架設(shè)射電望遠(yuǎn)鏡,，將極大促進(jìn)人類對宇宙起源的認(rèn)知,。
中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員季江徽提出了基于月球熔巖管建天文臺的設(shè)想。他介紹,，作為月球表面廣泛分布的地質(zhì)結(jié)構(gòu),，熔巖管內(nèi)部溫度相對穩(wěn)定，可能富含水冰,。熔巖管作為天然屏障,，可隔絕宇宙射線、月塵和濺射物等,，而且在管道內(nèi)部建設(shè)可極大節(jié)省建筑材料用量，是在月球建設(shè)天文臺的理想選址點(diǎn),。未來還可在月球開展系外宜居行星探測與地外生命信號搜尋等科學(xué)任務(wù),。
通過開發(fā)利用月球資源助力解決人類可持續(xù)發(fā)展問題，成為與會專家的共識,。中國空間技術(shù)研究院錢學(xué)森空間技術(shù)實驗室研究員姚偉舉例說,，月基資源綜合利用涉及月壤揮發(fā)分轉(zhuǎn)化利用、月壤冶金轉(zhuǎn)化利用,，“月壤揮發(fā)分中包含水,、氧氣、氫氣等資源,，這些都可以利用”,。
建好、用好月球基地是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要以全國一盤棋的思維統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各方力量,。中國科學(xué)院院士,、西安交通大學(xué)教授何雅玲說，月基能源獲取,、轉(zhuǎn)化,、傳輸及儲存，對能源研究提出了新課題,、新要求,。能源領(lǐng)域科研人員要站在國家深空探測工程的高度，凝練好相關(guān)研究,。
與會專家普遍認(rèn)為,，要進(jìn)一步破除體制機(jī)制障礙，在一流學(xué)科布局,、高端人才培養(yǎng),、國家級平臺建設(shè)、科研重大專項設(shè)立,、前沿技術(shù)培育,、重大科學(xué)儀器裝備研發(fā)、重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面進(jìn)行系統(tǒng)性布局,，搶占太空基地建設(shè)先機(jī),。
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