月球居住的可能性越来越大啦！

今天刷到了“硅基大司马”的视频号“美国航天局急眼了！中国实现月球上“呼吸自由””，好振奋！

2023年4月8日，首届地外建造学术研讨会在武汉华中科技大学举行，会议吸引了周建平院士、于登云院士等百余位专家，围绕月壤3D打印、原位资源利用（ISRU）、地外生态系统等前沿议题展开研讨。这是全球范围内首次以“地外建造”为主题的大规模学术会议，标志着该领域从分散研究走向系统性学科建设。今年10月30日- 11月1日，第三届地外工程建造学术研讨会即将在武汉召开，会上中国土木工程学会太空工程分会将正式成立。看来，中国要正式开启有组织的地外建造啦！

月球上怎么建房子呢？请看下列视频（来源：探索宇宙好奇者）：

那么，为了让月球宜居，目前研究出哪些成果呢？

当前为实现月球宜居性开展的研究已在多个领域取得突破性进展，涵盖资源利用、能源供应、建筑技术、生态系统及健康防护等关键维度，部分成果已进入地外环境验证阶段。具体突破如下：

一、资源利用：月壤变“生命之源”

1、水与氧气的原位生产

中国团队利用嫦娥五号月壤中的钛铁矿，首次实现 “光热催化一体化系统”：在阳光加热下，钛铁矿同时完成月壤提水（1 吨月壤可提取超 50 公斤水）和二氧化碳转化，生成氧气、燃料（甲烷）及可循环水。该技术无需额外能源，月球昼夜温差（白天 127℃/ 夜间 - 170℃）自然促进气体冷凝与反应循环，为未来基地提供闭环生存基础。欧洲航天局（ESA）计划 2025 年测试 “月球水氧制造系统”，聚焦水冰开采与电解技术。

2、月壤建材的工业化突破

中国研发的“月壤3D打印系统”通过聚焦太阳能与微波协同加热，将月壤烧结成抗压强度达32MPa的陶瓷化材料（相当于普通混凝土），并在2025年嫦娥七号任务中成功打印出1:100比例的月面建筑模型。美国NASA的MMPACT项目则探索激光玻璃转化技术，利用月壤制造高强度防护结构，抗压强度达45MPa。武汉理工大学团队开发的“月壤砖+玄武岩纤维”复合结构，抗拉强度提升70%，可抵御10吨/平方米的陨石冲击。

二、能源供应：就地取材构建电力网络

1、月壤基太阳能电池革新

德国团队利用模拟月壤熔融制成半透明“月球玻璃”，涂覆钙钛矿材料后制备出光电转换效率达12.3%的太阳能电池。该电池在模拟10年月球辐射后效率仅下降0.4%，且轻量化优势显著（1公斤材料可制备400平方米电池），适合快速部署。中国同步推进“光伏+核能”方案，计划在2030年代部署10kW级核裂变反应堆，与钙钛矿电池形成互补。

2、能源高效利用技术

西北工业大学研发的“微波-太阳能复合烧结技术”将月壤建材能耗降低至传统电炉的40%，配合菲涅尔透镜聚焦系统（1600℃高温），可实现零能耗烧结。这种技术路线不仅适用于建筑，还可扩展至月壤金属冶炼等耗能环节。

三、建筑技术：从充气舱到熔岩管改造

1、智能建造与防护创新

中国提出的“三叶草”充气式舱体设计，结合月壤3D打印防护层，可抵御- 183℃至127℃温差及微陨石撞击。哈尔滨工业大学团队开发的仿生材料，通过模仿北极熊毛发的中空结构实现建筑“自主呼吸”，动态调节内部温度。美国ICON公司的“奥林匹斯”系统采用激光玻璃化技术，直接将月壤转化为高强度防护舱体，已完成亚轨道火箭搭载测试。

2、天然掩体的开发利用

国际研究团队发现月球静海区域存在深130-170米的熔岩管洞穴，其内部温度稳定在- 25℃ ~ +25℃，辐射剂量仅为月表的1/6，可作为天然栖息地。中国地质大学提出“熔岩管优先选址公式”，将水冰丰度与通信条件纳入评估体系，并在重庆酉阳地下洞穴完成加固技术验证。

四、生态系统：迈向完全闭环生存

1、生物再生系统的突破

中国“广寒宫一号”实验已实现95%水氧循环率和30%食物自给率（通过气培农场种植生菜、小麦），计划2045年前升级至10人半年期驻留能力。欧洲航天局的“月球村”概念强调“核心生物群综合体”，将缩小版生态系统嵌入人工重力设施，实现碳氮循环。

2、废物处理与资源循环

南京大学团队开发的“地外光合作用”系统可将宇航员代谢产生的二氧化碳转化为氧气和燃料，同时回收尿液中的水分。美国NASA的MOXIE技术在火星验证的原位制氧原理，已被应用于月球水冰分解实验，纯度达99.3%。

五、健康防护：应对低重力与辐射挑战

1、人工重力技术探索

日本京都大学提出“月球玻璃体”概念，通过旋转锥体（半径100米，每20秒旋转一次）产生1g模拟重力，计划21世纪后半叶实现原型机部署。美国NASA 则测试“短臂离心机”，在不影响舱内活动的前提下提供周期性重力刺激。

2、辐射防护与心理干预

中国团队发现月壤中的钛铁矿可有效屏蔽0.5Gy/天的辐射剂量，结合熔岩管天然防护，可将总辐射暴露降低至安全阈值以下。针对封闭环境心理压力，俄罗斯开发了“虚拟现实社交系统”，通过远程会议与地球亲友互动缓解孤独感。

六、国际合作与未来路径

1、联合研发与标准制定

中俄主导的“国际月球科研站”计划2035年前建成基本型，共享月壤制氧、能源系统等技术。ISO成立的月球建筑标准工作组，正推动月壤砖抗压强度≥50MPa 等指标的全球共识。美国阿尔忒弥斯计划则通过《阿尔忒弥斯协定》推进充气舱体、核能系统的商业化应用。

2、时间表与成本优化

2025-2030年：验证月壤制氧、3D打印等关键技术，建成短期科研站（驻留≤6个月）。

2040-2050年：千人级半永久社区成型，运输成本降至50万美元/人以下，氦- 3开采启动商业化。

2050年后：若可控核聚变与人工重力技术成熟，可能开放大规模平民移民。

七、挑战与瓶颈

尽管技术进展显著，月球宜居仍面临三大核心难题：

1、月壤异质性：不同区域钛铁矿含量差异可能影响催化效率，需开发自适应材料处理系统。

2、成本与可持续性：当前月壤制氧成本达50万美元/吨，需依赖氦- 3开采、太空旅游等产业反哺。

3、伦理与法律：《外层空间条约》未明确资源分配规则，中美俄正通过国际合作与竞争推动新框架建立。

从目前看，月球宜居研究已从“科幻设想”进入“工程验证”阶段，中国在月壤建材、生态系统等领域实现领跑，欧美则在核能与人工重力技术上各具优势。未来30年，人类有望见证首个月球城市的诞生，但其真正成为“第二家园”仍需突破成本、健康与法律的三重壁垒。这一过程中，月球不仅将作为深空探测的跳板，更可能成为地球文明的“备份库”，为应对全球性灾难提供终极保障。