月球地下的熔岩管道

月球是距离人类最近的地外天体，建立有人月球基地，实现人类在月球永久驻留是人类一直以来的梦想。近年来美国、中国等航天大国纷纷提出载人登月计划，有人月球基地距离我们已经不再遥远。

最近，我国重庆大学和北京空间机电研究所科研人员合作，探讨了利用月球地下的熔岩管道作为未来载人月球基地的可行性。建设月球基地需要考虑哪些因素，月球熔岩管道是什么，月球熔岩管道作为月球基地有哪些好处，人类最终建设月球基地还面临哪些困难？大家好我是李明涛，今天我们一起来了解一下未来的月球基地建设问题。

要实现人类在月球上永久驻留至少需要解决三大关键需求：第一、要有水源。从地球上运输淡水到月球，对长期定居月球基地显然是不现实的。长期以来，月球都被认为是干燥的，随着月球探索的深入，科学家在月球积蓄的陨石坑内发现了水冰存在的证据。这些陨石坑内常年不见阳光，水冰有可能长期保存。第二还要有能源。与地球上一天24小时不同，月球自转一圈需要28天。因此月球上大部分区域14天处于白天，而另外14天处于黑夜。那么漫漫长夜怎么解决能源问题是个非常大的问题。除了核能源之外，在月球两极存在一些永久光照区，为月球建设基地的建设提供了取之不尽的太阳能。第三，还要足够安全。月球上没有大气层的保护，微流星体可能长驱直入撞击月球表面。一颗一厘米的微流星体足以对宇航员造成致命性伤害。除此之外，月球上的磁场极其微弱，无法屏蔽太阳风带电粒子、宇宙射线等辐射，对宇航员也会造成生命伤害。因此还需要考虑屏蔽这些辐射效应。综合水源、能源和安全需求，月球基地往往选择建立在月球的极区，这里既有永久光照区也有永久阴影、富含水冰的陨石坑，为有效开发水源和能源提供了便利。为了应对微流星体撞击和恶劣的粒子辐射环境，通常需要建造人工建筑物来对微流星体和粒子施加屏蔽。因此我们在网络上看到的月球基地的设计图通常建设在月球表面上，由一些富有科幻色彩的穹顶建筑物构成。

月球的熔岩管道是什么？通俗的讲就是月球上的天坑，和我们地球上的天坑类似。表面上看起来是个小洞口，但是内部别有天地，是一个巨大的天然洞穴，甚至足以容纳一座小镇。月球熔岩管道是如何形成的？在月球形成的早期，存在大量的火山喷发活动，炽热的火山岩浆在流动时，它的表面冷却速度快，凝固成了固体的硬壳，而岩浆内部的温度高流速快，这样就形成了表面凝固，内部岩浆流通的通道。当火山喷发结束后，岩浆排空就形成了天然的熔岩管道。目前在月球上已经发现了大量的熔岩管道，最大的熔岩管道的宽度可能超过百米，而它的长度超过几十公里，足以将一座小城镇整体装进去。在月球熔岩管道上建设月球基地有什么好处？首先安全性非常好，熔岩管道是月球表面下方的天然洞穴，它可以完美的屏蔽微流星体的撞击和太阳风的侵袭，其次熔岩管道的封闭性好，保温性好，有利于建立恒温的环境，对能源的消耗要求低。尽管在月球熔岩管道建立基地看起来非常美好，但实施起来还面临很多的困难，比如如何解决融源管道的水源问题和能源问题；如何在熔岩管道内施工；如何实现熔岩管道内外的物资运输。

目前人类对熔岩管道的认识还十分有限，要想在熔岩管道内建立永久的有人基地，还需要加强对月球熔岩管道的研究和测绘，了解熔岩管道的空间分布、内部结构温度、矿物稳定性等地质特征。派遣机器人先导部队开展月球熔岩管道的无人探索与开发实验，并解决好熔岩管道的水源和能源供应问题。我国科学家已经计划在地球的卡斯特溶洞作为模拟场地，开展相关的研究和实验。相信利用月球熔岩管道建设月球基地在不远的将来可能成为现实。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：李明涛

审核：周炳红 中国科学院国家空间科学中心 研究员

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司