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用SpaceX的星舰直接改造成月球上的永久基地?

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今天,我们来聊聊一个超级酷的想法:如何用SpaceX的星舰直接改造成月球上的永久基地?

这不是科幻电影,而是来自国际空间大学(ISU)一群年轻研究者的真实提案。他们在2021年的国际宇航大会上发表了这篇论文,提出了一种快速、经济、可持续的月球基地建设框架。


这些解决方案主要依赖现有技术,仅需对月球着陆器进行有限改动,因此为在不久的将来建设月球基地提供了一种切实可行的方案。

图源:论文截图

论文强调,利用现有技术和最小改动,就能让人类在月球上安家落户。走起,一起看看这个大胆的计划!

为什么需要月球基地?背景与挑战

人类重返月球,建立永久基地,是太空探索的下一个里程碑。想想看,自阿波罗时代以来,我们就梦想在月球上长期驻扎。但这不只是浪漫的愿景,还涉及技术、生命科学、文化、法律和商业等多重挑战。



概念图,显示水平放置的星舰覆盖月壤,只露出气闸和鼻锥舱门。

图源:论文截图

论文指出,传统方法太贵太慢,而他们的方案巧妙利用SpaceX星舰人类着陆系统(HLS),这是NASA阿尔忒弥斯计划选中的月球着陆器。星舰体积巨大,内部空间约2500立方米(比国际空间站大2.5倍!),燃料箱可以直接改造成栖息地。关键是:星舰垂直着陆后,水平放置,用月壤覆盖保护,避免辐射和微流星撞击。

基地选址在月球南极的沙克尔顿陨石坑边缘,这里阳光充足、地球永在视线中,还有潜在冰资源。内部设计成三层结构,总地板面积850平方米,够舒适了吧?

建设流程:从着陆到入住

整个任务预计2-3个月,涉及两艘星舰:一艘载货(设备、物资),一艘载人。它们在地球轨道加油后,直奔月球,着陆相隔5公里以防尘埃干扰。

1. 机器人助手:MOROCAS系统

别以为宇航员要亲力亲为!论文引入了“模块化机器人建设自治系统”(MOROCAS),一种平板车大小的漫游车,能进出星舰气闸,携带工具执行任务。


MOROCAS漫游车及其工具应用

图源:论文截图

着陆后:MOROCAS部署太阳能板、散热器、核反应堆和天线;从加油口抽取剩余燃料存入膨胀囊。


星舰的水平化过程

图源:论文截图

水平化过程:这是重头戏!用铰链、电梯缆绳和剪刀式升降机逐步倾斜星舰,从垂直到水平。过程中,星舰内部减压减轻重量,底部堆起月壤岭防止滚动。

2. 内部改造:燃料箱变客厅

星舰水平后,宇航员首次进入。排空剩余燃料,充入呼吸大气,然后切割燃料箱穹顶,安装舱门。接下来几周,安装绝缘层、地板、墙壁、生活支持系统(通风、水管、卫生间)、家具等。三层设计,每层近3米高,超级宽敞!

一个亮点:一个气闸改成观景台,永享地球美景。鼻锥舱门留作未来扩展接口。

宇航员的月球生活:挑战与应对

月球不是度假胜地,尘埃、辐射、低重力等风险随时威胁。论文从人类因素角度,提出了全面对策。

1. 月球太空服:更轻更智能

不同于ISS太空服,月球服需考虑1/6重力行走。优化重量(180-320kg最佳),降低代谢成本;添加生物监测、营养供给、废物处理、抬头显示等,提高灵活性和舒适度。

2. 工作负载:别让宇航员太累

使用NASA任务负载指数(TLX)评估,燃料箱转换任务最费力(物理和努力需求高)。解决方案:合理排班,操作重型机械时多人协作。进出基地是最轻松的,但也要注意疲劳。


工作负载分析表

图源:论文截图

3. 健康风险大作战

尘埃:月壤细小、有电荷,易吸入导致呼吸问题。限时外出(LEVA不超过6小时,总任务<180天);用静电/介电泳力清除尘埃,优化气闸和清洁程序。辐射:月球辐射是ISS的2.6倍(年剂量500mSv)。监测暴露,LEVA尽量短;SPE突发时,30分钟内返回基地避难。低重力:导致骨密度下降、肌肉萎缩等。每天锻炼:阻力训练、有氧、高强度间歇,使用改装ARED设备(跑步机、划船机)。还能团队运动,促进心理健康。

经济与法律:可持续发展的基石

建基地不是烧钱游戏。论文建议公私伙伴关系(PPP),建立国际权威机构,类似地球上的成功模式。初期靠政府资金,后期出租空间给科研、商业实体,生成收入。关闭循环(如就地资源利用),降低成本,促进月球经济。


SpaceX 已将重点从火星转向月球,理由是月球开发更快、更现实,能在不到 10 年内建成一座“自我增长的城市”,2021年论文设想将SpaceX 星舰人类着陆系统(HLS)直接改造成永久月球基地。

图源:论文截图

法律上,遵守《外层空间条约》,确保和平合作。论文强调,这将惠及全人类,推动科学和商业活动。

结语:通往星辰大海的起点

这个方案依赖现有技术,最小改动星舰,就能快速建起月球基地。它不只解决技术难题,还考虑人性化因素,让宇航员安全舒适。未来,这可能成为火星基地的蓝本,推动人类多行星时代。


今天的星舰二级飞船更大

图源:论文截图

论文虽在2021年发表,但理念超前。SpaceX星舰已多次测试成功,你觉得这个想法能实现吗?

参考

https://www.researchgate.net/publication/356285358_Solutions_for_Construction_of_a_Lunar_Base_A_Proposal_to_Use_the_SpaceX_Starship_as_a_Permanent_Habitat

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