在马斯克的太空构想里,月球有望成为人类首个地外“自我生长城市”。相比火星 26 个月一次的发射窗口、长达半年的星际旅途,月球仅需两天航程,每 10 天就可安排发射,迭代速度优势明显。他曾大胆预判,十年之内有望建成月球城市,火星定居计划则要等待 20 年以上。然而一份最新同行评议研究,给这个浪漫宏伟的太空蓝图浇上一盆冷水,水资源,才是限制人类大规模常驻月球的核心瓶颈。
这份发表于《太空技术前沿》的研究,对月球极地水冰资源进行了量化推演。研究假设月球可开采水量约 10 亿吨,以此测算百万人口月球城市的用水前景。如果完全不进行水资源回收,100 万人仅 2.4 年就会耗尽全部水源;即便达到国际空间站 98% 的顶尖水循环利用率,这些水也只够支撑百万人使用 100 年。
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很多人会疑惑,人类日常用水远达不到每年 500 吨的标准,为何月球定居者消耗如此巨大?论文设定的人均年耗 500 吨水,不只是饮用、洗漱等生活用水。其中维持生存的饮水与卫生用水仅 125 吨,2 吨水用于分解制备呼吸所需氧气,种植粮食更是消耗大头。除此之外,水还能分解成氢和氧,充当火箭推进剂;居民呼出的二氧化碳,也需要依靠作物水循环完成碳氧循环。多重用途叠加,让月球定居点的水消耗成倍上涨。
想要让百万级月球城市稳定存续千年,研究给出了严苛指标:水资源回收效率必须突破 99.75%,这一标准相当于现有国际空间站水循环能力的十倍。在封闭的地外基地里,任何水汽泄漏、植物蒸腾损耗、开采提纯损失,都会不断消耗有限水冰资源,想要做到近乎滴水不漏,工程难度难以想象。
研究同时指出,电力供给并非制约月球定居的关键因素,人口规模的天花板牢牢被水资源锁死。小规模“月球村”模式,约千人定居的场景下,水资源压力相对平缓。可一旦定居人口扩张到十万级别,水资源分配就必须精打细算。论文特别警示,月球水冰资源不能采用“先到先得”的无序开采模式,必须提前规划、统一管理。
一直以来,月球极地水冰被视作人类踏足月球、走向深空的基石。马斯克构想的可自我扩张月球城市,建立在充足水资源供给的前提之上。这项研究并非否定月球定居的可能性,而是撕开太空畅想背后冰冷的工程现实。
月球并非取之不尽的新家园,地外生存本质是资源平衡的精细博弈。短期小型科考基地可行,但百万人口永续城市,远不止火箭登陆那么简单。人类想要扎根月球,首先要攻克的难题,就是学会在缺水的荒芜星球里,用好每一滴水。
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