美国计划在2030年前破土动工建设永久性月球基地。以下是所需条件。

寻找水源、发电以及保护宇航员免受辐射只是美国宇航局必须解决的众多挑战中的几个。

美国参议院一个委员会已指示美国宇航局“尽快”开始建设月球基地。根据参议院议员提出的法案，该基地将作为科学实验室和试验场，宇航员将在那里发展在地球轨道之外生活和工作的能力。

白宫最近发布的一项行政命令指示美国国家航空航天局（NASA）在 2030 年前建立永久性月球基地的初始要素。

自2017年以来，阿尔忒弥斯计划一直是NASA主导的旨在实现人类在月球上长期驻留的项目。今年，该计划将时隔半个多世纪再次将宇航员送上绕月轨道。继2月底宣布对阿尔忒弥斯计划进行调整后，NASA计划大幅增加阿尔忒弥斯任务的频率，并于2028年再次将人类送上月球表面。

现在将进行投票，决定参议院提出的《 2026年NASA授权法案》能否提交国会审议。国会目前也在审议另一项法案。这两项法案都详细列出了今年NASA各项具体项目的拨款，两院将进行协调，并最终投票表决，以决定是否通过成为法律。

一些已宣布的政策调整背后，反映出国会和现任政府日益担忧竞争对手对美国太空领导地位构成的挑战。由中俄两国主导的国际月球研究站（ILRS）正在建设中。

参议院法案附带的一页摘要呼吁建立一个美国基地，“以便我们能够抢在中国之前到达那里”，并“主宰月球，控制太空战略要地，并制定 21 世纪的规则”。

选址

美国将在月球南极建造人类居住舱，这是一个具有重要战略意义的地点，蕴藏着水冰等宝贵资源。这些水可以为月球前哨站的居住系统提供支持，并可转化为火箭推进剂，用于后续的探索任务。

基地的具体位置将取决于地形、日照量、极端温度、宇航员与地球通信的便利程度以及获取水等资源的便利性。沙克尔顿陨石坑（直径21公里，可能蕴藏着丰富的冰层）边缘和穆顿山（一座顶部平坦的山峰）是主要的候选地点。这些主要地点综合考虑了多项有利因素。

在月球两极等高纬度地区，隆起的陨石坑边缘几乎持续接收太阳光照。这使得它们比赤道附近的许多地点更具热能优势，从而提供稳定的太阳能供应。然而，这些地点的战略价值在于所谓的永久阴影区（PSR）。这些数十亿年来未受阳光照射的撞击坑被认为蕴藏着水冰沉积物。

尽管南极仍是未来任务的主要目标，但赤道附近的其他目标，例如马里乌斯丘陵和静海，也具有其他优势。这些区域拥有由远古火山活动形成的巨大地下熔岩管，可以作为天然屏障，抵御太阳辐射和微陨石撞击。它们能够保护人类前哨站免受127摄氏度到-173摄氏度极端温度波动的影响。

月球熔岩管内部温度常年保持在17摄氏度左右，使其成为人类基地的理想场所。然而，与月球两极不同，这些区域的水通常以分子形式被困在火山玻璃珠或矿物中。提取这些水以维持人类活动需要强大的加热能力和显著的技术发展。

月球的昼夜循环意味着月球表面的任何一点大约会经历14个地球日的持续白昼，然后是14个地球日的黑暗。虽然太阳能是一个可行的能源来源，但它无法在严寒的月夜中维持人类的长期存在。为了实现2030年“持续存在”的目标，美国国家航空航天局（NASA）和能源部正在开发核裂变反应堆作为潜在的能源。

他们一直在研发40千瓦级的反应堆，这些反应堆设计成从地球发射时处于惰性状态，抵达月球后再启动。为了保护宇航员免受辐射，这些反应堆很可能会被放置在远离月球表面的位置，或者埋在月壤（土壤）中，因为月壤本身就是一种天然的辐射屏蔽层。

在现有国际空间法框架下，月球裂变反应堆的部署引发了实际治理问题。由美国主导的《阿尔忒弥斯协定》为和平合作建立了一套空间运行规则框架。

它呼吁提高航天机构在地表活动的透明度，并提议在核基础设施周围设立安全区。然而，这种做法与1967年的《外层空间条约》相冲突，该条约保障所有国家不受限制地进入天体所有区域的权利。

鉴于能源安全是成功建立居住系统的重要前提，显然需要对月球表面核裂变材料的储存和处置进行管理。

月球基地的建设很可能分阶段进行。早期任务将利用卫星和自主探测车研究月球表面，识别资源丰富的区域，并确认水的存在。根据2030年代的规划，可以先期派遣机器人任务，通过平整地面和熔化尘土，将月球表面熔化成更坚硬的着陆平台，从而为着陆点做好准备。这将有助于减少着陆过程中扬起的强磨蚀性月尘造成的损害。

这些居住舱本身很可能由不同的模块连接而成——有点像国际空间站。目前的设计倾向于采用便于运输、着陆后可展开的模块。实现这一目标的一种方法就是使用充气结构。

未来，更永久性的建筑可能会利用微波或激光将月壤烧结或熔化成固体结构。这将为基础模块周围形成保护壳，使其免受微陨石和宇宙辐射的侵害。

月球是测试生命维持、电力和机器人系统的试验场，这些系统对于支持人类在火星和其他深空目的地执行任务至关重要。

在月球表面持续开展各项任务所带来的财政影响，也需要对资金进行更切合实际的评估。鉴于NASA的总体预算基本保持不变，NASA在阿尔忒弥斯计划的调整方案中提出的更高频率的月球任务，将加大该机构的资源压力。

这或许会加剧与现有科学和地球观测优先事项的竞争，但也更有力地论证了扩大商业参与和国际成本分担的必要性。如果能够有效应对这些财务压力，持续的月球表面作业的长期成果或许能为太空探索提供更持久的资金支持。

未来十年不仅将考验我们在月夜中开展行动的能力，还将考验我们构建在地球之外长期存在人类所需的后勤、法律和合作框架的能力。

本文经知识共享许可协议授权转载自The Conversation 。阅读原文。