近日，科技日報記者從重慶大學獲悉，《空間科學與技術（英文）》期刊刊發了重慶大學先進技術研究院院長、教育部深空探測聯合研究中心常務副主任謝更新團隊與北京空間機電研究所研究員果琳麗的聯合研究文章，該文章探討了將月球熔巖管用于人類居住的可行性，并提出利用地球溶洞模擬地外熔巖管的方案設想，這一方案可行性得到國際認可，并將選擇重慶的喀斯特溶洞作為模擬場地，開展相關研究和試驗。

“人類想在地外星球上長期生存，就必須建立一個安全、穩定、低功耗、可長期使用的居住地。”謝更新表示，月球熔巖管是近年來發現的一類特殊月球地質結構，是火山活動在月球形成的空心管狀洞穴。由于月球熔巖管有堅硬的玄武巖頂，其內部環境因素，如溫度、輻射劑量和隕石撞擊概率等都相對穩定。因此，理論上月球熔巖管可以為人類在月球的長期居住提供理想的棲息地。

根據上述研究文章，研究人員對利用月球熔巖管建立月球基地的合理性進行了論證。在月球基地能耗估算上，有人月球基地運行中涉及的封閉系統需要的外部能量主要用于維持人類呼吸、植物光合作用和控制內部溫度。特別是由于月球表面的晝夜溫差可以達到300攝氏度以上，因此在月表建立基地將消耗巨大的能源。而研究表明，在面積約8000平方米、高度約50米的半圓形隧道洞穴中，要保證一個可容納8名航天員的月球基地維持正常運轉所需的最低能耗約為145.5千瓦。“這一能耗大大低于在月面建設基地。”謝更新表示，從能耗上估算，月球熔巖管是建立月球基地的最佳選址地。

在安全性方面，相比月球表面，月球熔巖管所受輻射小且極端條件較少，這些優點使其更適合建立月球基地。研究顯示，月表6米以下的熔巖管基本上免于宇宙射線和太陽輻射的影響；在地下1米以內的深度，太陽耀斑和太陽粒子事件基本不會影響到月球熔巖管的內部環境。

同時，月球熔巖管還可免受隕石擊穿風險。并且因為月球熔巖管位于月表之下，能夠很好地抵御月球塵埃。這些由月球表面的小碎片在太陽風的作用下形成的帶電塵埃，可以吸附在航天服以及任何設備上，且具有研磨性，對人和設備的危害非常大。

此外，月球熔巖管在月球上的長期存在也證明了其結構足夠穩定，可以承受月震的影響，和在月球表面建造基地相比，月球熔巖管具有明顯優勢。

“截至目前，月球探測活動已發現月球上有300多個洞穴入口——‘天窗’。”謝更新表示，“天窗”是由活動熔巖管坍塌而形成的坑，這300多個“天窗”，可以作為天然的月球基地備選地。

在充分論證了月球熔巖管內建造月球基地的可行性后，研究團隊將在重慶利用溶洞模擬月球熔巖管進行驗證研究。

“地球溶洞在內部結構、自然環境和隔絕外界環境3個方面，可以很好地模擬月球熔巖管的情況。”謝更新表示，雖然地球溶洞和月球熔巖管的形成機制和環境均不相同，但其大小相似，都是彎曲的半圓形洞穴，地球溶洞提供的空間可以滿足現階段的研究需求。此外，地球溶洞和月球熔巖管的環境都相對溫和，酸堿度都為弱堿性，空氣質量上也都受外界影響較少，內部環境也極少受到外界環境影響。

據了解，研究團隊計劃利用重慶的喀斯特地貌，尋找合適的溶洞，利用溶洞模擬地外天體熔巖管的內部環境，通過封閉溶洞實現與外部環境的完全隔離。溶洞實驗包括洞室自動施工技術和就地利用技術以及人工生態系統實驗。采用導光管將陽光引入生態實驗室，為作物生長提供陽光，并開發自動能源控制系統。

“在溶洞內建設月球基地，還需要突破如何將大的建筑體密封以及如何遠程操控機器建造兩大難題。”謝更新表示這也是研究的重點，他們將圍繞密封、自動建造技術和地下通信、生態系統循環、人機環工效等問題進行研究，將利用“嫦娥四號”成功在月面首次構建微型生態系統、開展生物實驗并培育出人類月球第一片綠葉的技術和經驗基礎，為在月球熔巖管內建造人類基地提供具有可操作性的方案。（科技日報）