揭秘美国宇航局月球基地设计方案

　　据《新科学家》杂志报道，由于美国政府不再拨款，阿波罗时代已经画上了句号，该计划的宇航员也可能变成了火星计划的忠实粉丝，但是人类重返月球的希望从没结束。

　　20年前在阿波罗11号飞船登月20周年纪念日上，时任美国总统的乔治・H・W・布什建议美国在月球上建立居留地，并把探索团队送往火星。然而美国国会对这项提议并不感兴趣，也从没提供资金支持这项计划。15年后，他的儿子小布什总统提出，美国要在2020重返月球，并把它作为前往火星的跳板。

　　美国德克萨斯州月球与行星研究所的保罗・斯巴蒂斯(Paul Spudis)是两个月球轨道器――印度的月船1号和美国宇航局的新月球勘测轨道飞行器(LRO)的小组成员，他表示：“我们将前往月球，研究利用月球资源的方法，以便学会太空飞行新本领。”

　　从理论上来说，月球或火星上的材料都可通过加工为宇航员所用，例如它们可以释放出氧气供宇航员呼吸，或充当燃料。斯巴蒂斯告诉《新科学家》杂志说：“现在我们还不知道能否利用太空资源，但是我们清楚我们想要前往月球的一个目的，就是查明我们是否可以利用它们。”

　　1.美国宇航局已审查十多个设计方案

　　美国宇航局已经审查了十多个在月球上建设人类居留地的不同设计方案。每个设计方案的最终目标都是能在无需补给任务的情况下，让4名宇航员在月球上停留180天。这个基地由坚硬的圆柱形登月舱构成，每个都将放在月球登陆器的顶部，被送到月球表面。美国宇航局设想在把补给品送上月球，并实现每年执行两次载人任务后，于2030年之前建成一个功能齐全的宇航员居留地。但是月球居留地至少要在最初几年依靠太阳能电池板。太阳能电池板收集的一部分能量会被储存起来，以备阳光无法利用的时候为该基地提供能量。

　　2.可利用核反应堆供能

　　在月球上的漫漫长夜，可利用核反应堆供能，如果居留地不是位于极地，月球之夜最长可持续大约14天。这些反应堆的产电量是40瓦特，大约足以供30家普通美国家庭使用。反应堆上方的黑色面板是散热器，可用来疏散过剩的热量。为了防止宇航员受到反应堆伤害，这些东西都距离居留地有一段距离，而且周围被成袋的月球土包围。其他设计方案要求把核反应堆埋在月球地下。

　　3.美国宇航局希望设计一种加压月球车

　　为了探索月球表面，美国宇航局希望设计一种加压月球车，它可当作移动月球居留地。宇航员利用它可在数周时间内持续探索月球表面，期间无需返回大本营。如果供应品补给站分布在道路沿线，这些月球车或许可以离开大本营数百公里。

　　4.居留地和月球车将穿上“太空服”

　　又粘又细的月球尘土可破坏保护层，它们可能是一大健康隐患。为了解决这个问题，美国宇航局正在考虑给居留地和月球车穿上“太空服”，这样尘埃就无法进入居留地和月球车内部了。这两件“太空服”是用来装备加压月球车的。宇航员从这种服装的后面进入室内，然后利用月球车前去探索月面。

　　5.巨型六腿机器人可驼整个宇航员居留地

　　月球车和推土机可能并不是唯一在月球表面移动的装置。一种被称作ATHLETE的巨型六腿机器人可以用背驼走整个宇航员居留地，它通过蹲伏姿势，让居留地的门靠近地面。

　　未来探索仍有不确定性

　　小布什总统宣布这项计划后不久，美国宇航局确定实现重返月球这个目标的最好方法，是建设一个可以确保4名宇航员一次停留180天的居留地。现任总统奥巴马在2009年初支持一项重返月球计划，由于他已经下令扩大对美国宇航局的人类太空飞行计划的审查范围，这些计划可能还会发生变动。这次审查预计将在8月底结束。

　　美国宇航局2010年的预算需求也会导致重返月球的时间表发生变动。德克萨斯州休斯顿美国宇航局约翰逊航天中心月表系统项目办公室副主管马修・伦纳德(Matthew Leonard)说：“我们得到的人类重返月球计划的预算开支无法维持到2020年。”尽管如此，该局仍在为实现这个目标而努力，打算在2021年把第一批宇航员送上月球，并通过把货物送上月球，且每年实施两次登月球任务，在月球上建立居留地。

　6.月球探索路线可能从一极到达另一极

　　月球车和ATHLETE机器人联合在一起后，可以实施持续时间更长的月球表面探索任务。在假设的一项任务中，整个居留地都能移动，它可以到处移动，在月面进行探索，它的探索路线有可能是从一极到达另一极。

　　7. ATHLETE机器人的腿可以延伸

　　ATHLETE机器人的腿可以延伸，因此宇航员可以利用它把居留地从月球车的顶部移到月球表面。月球车的装货区高大约是6米。但是经过特殊设计的起重机也能用于卸货。这种拆卸方案涉及到的起重机，可用来把一个居留地模块从月球车上卸下来，并把它放在多腿ATHLETE机器人上。第二个起重机负责把阻隔室放到月面上。

　　8.充气结构也可用来建设月球居留地

　　用纤维B等柔软结实的材料制成的充气结构也可用来建设月球居留地。这种超轻建筑物可能更方便发射升空，但是一旦它们被送到月球表面，组装起来可能更加费事，因为宇航员必须给它们安装管道系统、设备和家具。

　　9.美国宇航局已审核一种可能性方案

　　美国宇航局已经审核的一种可能性方案，是设计出可模拟火星旅行的任务。由于火星距离地球更加遥远，因此它上面的居留地的自给自足能力应该比为月球设计的居留地更强，而且质量会比月球居留地更大。例如，月球登陆器会根据这些限制进行设计：可以携带一个宇航员居留地，这个居留地在着陆后可以进行充气。为了减小体重，月球车可能跟“阿波罗”号使用的月球车一样，不能加压。

　　10. 美国宇航局月表系统项目办公室

　　美国宇航局月表系统项目办公室最青睐的一种设计方案，把以前的设计最出彩的地方结合在了一起。这个居留地的大部分都能移动，但是经过几年奔波后，它们会在一个地方停留下来，组成月球前哨。这个前哨将由太阳能和核反应堆供能。图中月球车上方折叠在一起的黑色长方形就是太阳能电池板。ATHLETE机器人的背上背着一个宇航员居留地，它顶部是一个充气阻隔室和储存容器，可用来储存水或氧气。这些材料都能在月球风化层里提取出来。

　　月球基地设计竞赛

　　美国宇航局现在仍在继续挑选月球居留地设计方案。该局的月表系统办公室已经审查了十几种不同类型的月球基地设计方案，为2010年年中的评审做准备。伦纳德告诉《新科学家》杂志说，这项计划的领先者是“最佳撞击”方案，它是其他任务理念最理想部分的完美结合。

　　这个方案里的月球登陆器会把居留地、月球车和机器人送上月球，机器人可在太阳能的驱动下，在这颗地球卫星的表面爬行。经过多年探索，这个“大部队”会在一个地方长期驻留。该任务还会把核反应堆送上月球，为月球前哨提供充足的能量。在这项计划的更长远版本中，完整的月球基地将在2028年开始运营。