建月球村：只为人类走更远、行更稳

<p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>绝非“拍脑袋”为之</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">自从1972年阿波罗17号任务以来，人类的脚步再也没有踏足过月球。究其原因，主要是由于辉煌的阿波罗计划是冷战的产物，而登月竞赛则是一个时代的“早产儿”。美国在苏联获得人类发射第一颗卫星、第一艘载人飞船等殊荣的刺激下，倾全国之力，用不到10年的时间实现了登月梦想。此后，由于美国缺乏政治动力，加上当时其深陷越战泥潭，财力捉襟见肘，因此取消了后续的登月计划，把精力完全放在了航天飞机计划上。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">可以说，虽然美国的空间计划在全世界范围遥遥领先，但的确缺乏整体和长远的规划。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">美国在阿波罗计划和航天飞机计划提前结束后，大量从事空间工程活动的人员被解雇。而在小布什政府时期制定的“星座计划”也被奥巴马政府取消。这些走走停停的状况浪费了不少资源，也带来了很多严重的问题。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">不过，如果从最终的登陆目标是火星来看，美国重返月球的确不是十分必要。因为美国在月球登陆器、月球轨道交会对接技术以及重型运载火箭技术方面已经通过阿波罗计划获得了相应的经验，无需再做重复的工作。但对其他航天大国则不一样。从工程技术的发展路径来看，月球作为地球的天然卫星和大质量天体，是验证和掌握在其他星球登陆的理想对象。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">无论是哪个国家未来希望实现载人登陆火星，通过载人登月验证相关的技术都是必要的。所以，这也就不难理解，目前俄罗斯等国把载人登月作为未来的发展重点。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>选址绝对是门技术活</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">虽然月球比火星距离地球近得多，但在上面永久驻留，就有很多方面的技术比火星环境驻留更难。与火星表面相比，月球表面由于没有大气的存在，且昼夜温差过大，因此，能源问题和热控问题始终是在月球建立永久性驻留基地的重要约束条件。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">另外，由于月球的自转速度过慢，近一个月才自转一周。所以除非人类把基地建在近赤道地区或两极地区，否则在基地的往返工具要等很久才能与在轨道上等待的地月往返工具共面。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">因此，在月球两极地区以外的高纬度地区建立月球基地，很难实现随时返回地球，这在安全性方面的风险是相当大的。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">基于这些原因，月球基地的选址主要集中在近赤道区域和两极区域。对于近赤道区域来说，与地面的测控通信联络便利，地月之间的往返也非常便利，不利因素是需要解决长达14天的月夜问题。这个问题无论从能源还是热控方面都很困难。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">还有一个难处是月球的轨道相对于太阳的轨道来说，倾角非常小，因此月球上季节的变化很小，影响月球表面温度的最主要因素是地形和纬度。在月球的两极，存在永久性的光照区域和永久性的阴影区域。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">永久性光照区域是月球村理想的场所，永久性的光照条件可以获得持续供应的太阳能和相对简单的热控条件，而附近若存在永久性的阴影区域，则有可能获得以冰的形式存在的水资源。这对于未来月球的开发，和以月球为跳板前往更远的深空都具有不可替代的重要意义。因此，月球两极附近的永久光照区域是目前月球村首选的站址。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>航天项目融会贯通</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">然而，月球的永久光照区域作为人类安营扎寨的大本营并不十分完美。月球的永久光照区域在月球的背面，从地面是无法实现直接测控通信联络的。科研人员必须利用位于地-月拉格朗日点的中继卫星来实现通信，这是它不够便利的地方。因此，未来人类在月球实现永久性驻留的月球村不会仅仅是一个月面上的基地，而是包括月面基地、中继卫星、载人/货运往返工具的完整系统。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">除了月球村本身的建设成本外，未来很大一部分成本将是驻站人员和物资往返月球的成本。因此，可重复使用的登月舱，以及可重复使用的地-月往返飞行器将是月球基地可持续发展的关键。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">虽然过去阿波罗计划取得了成功，但阿波罗飞船一次性使用的思路已然无法满足人类未来频繁的地月往返需要了，因为频繁往返需要对成本进行控制。过去的登月舱采用两级设计，下降段和上升段都是一次性使用。这样在能量分配上是合理的，但未来如果能采用单级设计，就有可能实现多次使用。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">由于登月舱在月球表面和环月轨道之间下降和上升需要的能量远远小于地球，这样的设计是可以实现的。而登月舱本身需要的推进剂可以取自月球。一旦可重复使用的登月舱投入使用，未来驻站乘组更换的成本将大大降低。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">另外，月球村本身也不是一个孤立的计划。随着载人登陆火星任务的开展，其开发的各项技术也可应用于月球村。例如，将来载人登陆火星计划如果能开发核热-核电推进系统，可以将之应用于环月轨道和地球之间的往返飞行器上，并在返回地球轨道时充分利用大气制动技术。这可以极大地减少推进剂的使用，且更容易实现多次使用。这样的技术在目前来说，似乎是不可想象的。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">随着商业航天在人类空间活动中扮演着越来越重要的角色，到月球去旅游也许不再是遥远的梦想。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">当然，这样做的前提是必须降低月球村本身建设和往返旅程的成本，而商业航天的灵活特点为技术上的创新提供了很好的机制条件，也为更多国家的参与创造了更好的条件。我们期待着月球村能够顺利开展，并为人类进一步走向更遥远的深空做准备。</p><br />