“月宫”建在何方

月球两极区域光照条件示意图

　　“月宫”建在何方

　　建设月球基地,首先遇到的一个关键问题就是选址，也就是说月球基地建在什么地点才是最合理的。选址是基地建设的关键一环，需要综合考虑科学性、可操作性和资源获得便利性。从事月球基地研究的许多科学家都认为，月球基地的选址至少应该考虑下面几个条件：◎能够和地球保持方便的通信联系；◎能够为月球基地与地球之间的物资运输提供最大的方便；◎地势相对开阔平坦，以保证月球着陆器的安全着陆，并有利于月球车的行驶；◎有良好的光照条件，可以充分利用太阳能；◎满足制备氧、水等维持生命的消耗物资的需要；◎周围有丰富的资源，能满足月球资源研究和利用的需要；◎能满足月球科学研究的需要。

　　例如，对于月球地质科学来说，应选择月海和高地的接触带、大型山脉、典型撞击坑构造区等地质现象丰富的区域。月球基地选址要考虑月球探索战略，例如，如果优先考虑矿产资源开发，则应选择矿产资源丰富的地区；如果将月球地质研究放在首位，则月海或高地区域是更好的选择；如果优先考虑火箭推进剂的生产，将月球作为人类进入深空的中转站，那么月球的南北极地区可能是一个合理的备选区域，因为那里可能存在大量的水冰，并且氢元素也比其他地区丰富，它们是制造低温推进剂的原料。目前，争论的焦点包括选择南北极区或非极区（如赤道区附近）、月球正面或背面等。将月球基地位置选在月球南北两极地区有一个很大的优点，就是可以有长时间的连续日照，为基地利用太阳能发电提供了便利条件。月球的轴向倾斜度很小，在月球的南北极看太阳，太阳总是处在靠近月平线的位置上，白天特别长，太阳似乎永远不会落下去，甚至局部地区终年处在阳光的照射之下。如果在极地建立两个发电厂，太阳光总可以照射到其中的一个，这样可以解决基地的能源供应问题。由于两极地区日照时间长，日平均温度变化不像赤道区那么剧烈，相对来说有利于解决基地的温度控制问题。不过，月球两极地区的太阳高度角小，光照强度弱，因此用于太阳能发电的电池阵应有足够大的面积，月球车上的太阳能电池帆板最好能够跟踪太阳方向，以获得更多的太阳辐射能。

　　从月球基地的物资供应来考虑，如果把月球基地建在两极区域，可以将来自地球、拉格朗日点(L1点)或国际空间站的物资先发射到月球极轨道，例如200千米高的极轨道。在这一轨道上，补给物资大约2小时绕月球一圈，也就是说每隔2小时左右,补给物资就可重复到达月球基地上空一次，因此，只要补给物资到达了月球极轨道，就可以比较方便地为月球基地提供物资补充。实际上，运行在赤道平面内的补充物资也可方便地为赤道基地提供补充。除了赤道区和极区外，位于其他地区的月球基地，由某些月坑深处却永远处在阴于月球自转的影响，物资运输就没有这么方便。

　　由于阳光几乎是平射在月球南北两极地区，并且因为月球没有大气层，光线不会折射，所以两极区域的某些撞击坑底部永远见不到阳光。一些科学家估计南极有6000多平方千米的永久阴影区，北极有500多平方千米的永久阴影区。这些永久阴影地区的温度极低，根据科学家们的分析，在这种极低的温度下，月壤中有可能含有水冰成分。验证月球上是否存在水，这是研究和开发月球的重要目标，另外，水也是生产火箭推进剂的重要原料。详细研究极区水和氢的起源与提取技术，对月球基地建设有重要的科学意义，因而这里是科学家们最关注的地区。

　　从长远的角度来看，除了可建设极地天文观测站，开展月球地质研究，制造推进剂外，如果月球基地拥有远距离（如600千米）的月面运输和保障能力，则可以以极区月球基地为中心，进入月球背面进行天文观测，或到月海区进行科学考察与资源开发。根据对月球两极的详细分析，一些科学家认为,月球南极沙克尔顿撞击坑附近是未来建立月球基地的理想地点。这一区域80％的时间受到阳光照射，某些地方日照时间更长;附近的撞击坑有阳光永远照射不到的永久阴影区，那里是寻找水冰的重要地区。

　　月球极区并不是惟一的选择，许多专家认为，在月球正面赤道附近建立基地，从科学研究或某些矿产资源开发角度上看更理想。有些科学家把月球纬度±80°内的区域作为备选地区，这一地区太阳高度角较大，白天有充足的阳光，可以为基地提供充足的能源。

　　月球正面赤道附近的月海区有丰富的矿产资源，为资源开发提供了条件；这一区域丰富的钛铁矿，也为制氧提供了条件。就天文观测来说，设在月球极区的天文观测站只能观察半个“天空”，例如，设在南极的天文观测站无法观测北极的“天空”。而设在赤道附近的天文观测站由于月球自转，能够观测整个天空。

　　从着陆舱和月球车的安全角度考虑，月球基地应建在平坦的区域。月海地区最大坡度约17°，一般在0°～10°，相对平坦。月球基地可选择在月球正面月海地区与大型撞击坑的外侧。也有科学家提出在月球背面建立基地。月球背面的夜晚是全黑的（没有地球的光反射），这对天文观测来说极为有利；由于月球屏蔽了来自地球的低频噪音干扰，所以月球背面是安装射电望远镜和长波红外观测仪器的理想场所。但在月球背面建设基地，从地球上看不到，月球基地必须通过中继卫星与地球保持通信联系和数据传输。

　　将月球基地选择在赤道区的缺点是，在相当于14个地球日的漫长而极寒冷的月夜，月球基地无法利用太阳能提供动力和热源，需要有核动力发电设施提供保障。因此很多科学家认为，月球两极地区似乎是月球基地位置的首选目标。