科学家所设想的月球基地

科学家所设想的月球基地

从功能角度,月球基地应当具备以下功能.维持人类生存和工作所需的环境.提供人类生存和工作所需的资源和能源.防护小型陨石以及宇宙辐射对人和设备的威胁.提供通讯,以及人员,物资出入的通道,航天器起降的平台.科学实验和生产设备.逐个来说.第一个是环境维持系统.人类的生存需要保证一定的空气压力,温度,湿度,氧气等.基地中的设备工作一般也需要基本稳定的温度,气压,和湿度等.黄静维持系统应该包括几个分系统：增压及压力调节系统,保温及温度调节系统,制氧及空气清新系统.应该说这些系统目前都有现成的技术.主要受人关注的是能否利用植物的环境调节能力来辅助控制基地的小环境.应该说这是比较有前途的,但是最适合利用的,或许并不是我们常见的植物,而是藻类.月面的昼夜温差极大,这就需要一个良好的保温措施,减少温度的波动,进而减少温度控制和调节的消耗.第二个是物资及能源的生产和供应系统.月球上的太阳能是很丰富的,但是月球上存在长达15天的夜晚,这就需要一个强大的辅助/备份动力系统,以及一个能量储存系统.月球上有大量的氦3存在,因此核聚变电站或许是一个好的选择.如果到人类登陆月球时仍未实现可控核聚变,那么裂变堆也是合理的选择.能量存储装置可以选用超导蓄能环,因为月面的真空环境,只需要在月球表面打一个深坑,避开阳光直射.就足以实现天然的超低温,在地球上困难重重的超导,在月球上可以很容易的实用化.月球上的矿物资源丰富,特别是钛铁矿,还有硅酸盐等.因此建造月球基地的大部分金属和玻璃材料可以由月球工厂提供.月球基地需要的氧气可以从月面的物质中提取,其中一个比较可行的方法,就是从地球运来液氢,通过化学手段,将月面的钛铁矿还原成水和金属.食物的供应,或许大部分是通过基地本身种植或养殖的动植物提供的.第三是防护系统.应该说月球表面是经常落下陨石的,但是也没有多到像雨点一样的程度.对月球基地威胁最大的应该是宇宙射线和太阳风暴.宇宙射线中包含的高能粒子不仅威胁人类的生命安全,而且也会威胁到精密的微电子设备和电子计算机的正常运行.未来的月球基地,大部分建筑应该是建在地下的.地下建筑可以节省建筑材料,保温性好,还能有效防止小行星和宇宙射线的威胁.地下建筑的建设可以首先在地面挖开一个沟槽,装入支撑结构,再用月面的碎石和尘土填埋,形成一个地下空穴.然后利用高温将空穴内壁烧结,形成较为坚固的空间.接着在烧结的内壁的基础上添加密封,保温和防护墙,这样一座地下建筑就基本成型了.为了应对超强太阳风暴（太阳风暴是可以预报的）,还应该在更深的地下建立临时避难所.少量必须建造在地面的建筑,比如植物温室.需要使用厚重的玻璃,并在玻璃中掺入重金属,或者干脆使用金属玻璃.玻璃上应该加载交变电磁场,以减少高能带电粒子的轰击.第四点包括一些通讯设备和一个航天起降场.出入基地的对接口和气闸舱等.为了方便航天器的起降,起降场将可能安装电磁弹射和电磁拦阻设备.一些对运输条件要求不高的货物可以使用电磁弹射器直接打到环月轨道上去.即使是载人航天器,也可以利用电磁弹射器来辅助起飞,减少燃料消耗.电磁拦阻器的作用类似于缓冲垫,虽然月球上没有大气层来为航天器的降落提供阻尼.但是电磁拦阻器的作用足以使航天器在消耗能量最小的情况下平稳落地.第五点包括专门的科学实验区和工业区,矿区采集区.月球上可以进行的科学实验和工业生产很多,不再一一累述.