“月球上有沒(méi)有可能建一個(gè)氦-3提煉工廠(chǎng)？”“能不能利用月球隕石坑建一個(gè)月球版FAST？”……在12月7日至8日舉行的香山科學(xué)會(huì )議第759次學(xué)術(shù)討論會(huì )上，包括16位院士在內的百余名科技界專(zhuān)家圍繞月球基地建設開(kāi)展“頭腦風(fēng)暴”，進(jìn)行熱烈討論。
當前，航天大國和國際組織紛紛發(fā)布了雄心勃勃的月球基地建設任務(wù)規劃或遠景目標。中國將如何建設月球基地，備受矚目。
此次由北京理工大學(xué)承辦的香山科學(xué)會(huì )議，以“面向太空基地建設的月基全域太空環(huán)境平臺”為主題，深入探討月基環(huán)境探測、月基原位建造、月基全域運輸、月基能源利用四大中心議題。與會(huì )專(zhuān)家學(xué)者認為，我國亟需構建高起點(diǎn)的月基平臺科技創(chuàng )新體系，加快探索月球基地建設的中國方案。
加快“換道超車(chē)”
月球基地什么樣？這個(gè)充滿(mǎn)未知的問(wèn)題，激發(fā)人們無(wú)限想象。
中國工程院院士、北京理工大學(xué)黨委書(shū)記張軍提出了開(kāi)展“三站一體”月球科考工程（Moon Exploration Engineering and Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)“MEET”）的設想。張軍提出，月球科考工程設想涵蓋三大月基平臺建設：區域移動(dòng)科考站，旨在打造多場(chǎng)域新質(zhì)感知的重大科學(xué)設施；廣域月基環(huán)境站，旨在建成覆蓋月基全域的多維環(huán)境監測預報體系；月外空間監視站，旨在實(shí)現月基空間全時(shí)的目標監視預警能力。
MEET的背后，是關(guān)于構建月基平臺科技創(chuàng )新體系的思考。張軍認為，月球具有極大探測價(jià)值，是稀有資源富集地、起源探索新領(lǐng)地、深空探索前沿陣地、未來(lái)科技競爭博弈新高地。相比美國，中國探月工程和載人登月工程起步較晚，尚有一定差距。他建議，加快構建月基全域“知—源—運—建”平臺體系?！爸奔丛禄h(huán)境探測，“源”即月基能源利用，“運”即月基全域運輸，“建”即月基原位建造?！拔覀円粩嗤黄普J知新極限，開(kāi)拓深空新疆界，實(shí)現月球開(kāi)發(fā)利用的‘換道超車(chē)’?！睆堒娬f(shuō)。
在完成“繞、落、回”三步走規劃后，我國正在實(shí)施探月工程四期任務(wù)，目標是在月球南極區域建設國際月球科研站基本型。中國深空探測重大專(zhuān)項總設計師吳艷華介紹，我國計劃聯(lián)合其他國家共同建設國際月球科研站。它是在月球表面與月球軌道長(cháng)期自主運行，短期有人參與，可擴展、可維護的綜合科學(xué)實(shí)驗設施。國際月球科研站建設將按照兩個(gè)階段分步實(shí)施，2035年前后建成基本型，在月球南極區域建設半徑約10公里的中心站區，具備百公里范圍科研作業(yè)能力；2045年前后完善拓展型，建成月球軌道站，完善建設月面南極中心站，具備可持續全月面科學(xué)研究、資源開(kāi)發(fā)、技術(shù)驗證等能力，并為載人登陸火星等深空探測任務(wù)奠定基礎。
“國際月球科研站有望成為由我國主導發(fā)起的國際大科學(xué)工程?！眳瞧G華說(shuō)，該工程的總體目標之一是構建全球伙伴參與、多方合作共贏(yíng)的國際合作交流平臺，歡迎世界各國伙伴在項目各個(gè)階段、任務(wù)各個(gè)層級參與國際月球科研站建設，開(kāi)展項目合作。
勇闖科技“無(wú)人區”
月球基地怎么建？用中國工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授鄧宗全的話(huà)說(shuō)，中國航天已進(jìn)入“無(wú)人區”，月球基地建設與高效益運營(yíng)意義重大，工程方案制定要以科學(xué)目標為牽引。多位與會(huì )專(zhuān)家建議，對于這種大型項目可采取分布組合的方式組織實(shí)施，以提高效率、加快進(jìn)度。
日前搭載天舟八號貨運飛船升空的“月壤磚”，提供了一種月面建造材料方案。這種特殊的“月壤磚”，由中國工程院院士、華中科技大學(xué)教授丁烈云團隊研制。團隊通過(guò)分析嫦娥五號月壤樣品成分，并模擬配成后燒結制成“月壤磚”。丁烈云介紹，此次將“月壤磚”送往空間站開(kāi)展艙外暴露實(shí)驗，目的是為未來(lái)在月建設積累科研數據。
將于2028年前后發(fā)射的嫦娥八號是國際月球科研站先導任務(wù)。它將與計劃在2026年前后發(fā)射的嫦娥七號共同構建國際月球科研站基本型。國家航天局探月與航天工程中心研究員、嫦娥八號副總設計師王瓊介紹，嫦娥八號任務(wù)中將測試利用3D打印技術(shù)制成“月壤磚”，并攜帶一個(gè)全新模塊作業(yè)機器人，進(jìn)行載荷布設、月壤添加和“月壤磚”拼接等工作。
在月球基地建設中，數智技術(shù)可能發(fā)揮重要作用。中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所研究員劉建忠介紹，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所與阿里云日前聯(lián)合發(fā)布的國際首個(gè)月球科學(xué)多模態(tài)專(zhuān)業(yè)大模型，實(shí)現了月球科學(xué)問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)問(wèn)答，能夠完成地質(zhì)構造年代判別等任務(wù)。他建議，未來(lái)應進(jìn)一步建設數智行星，為深空探測任務(wù)提供地面的運行環(huán)境及模擬試驗的基礎設施，進(jìn)而降低工程實(shí)施風(fēng)險，提高工程實(shí)施效能。
進(jìn)入開(kāi)發(fā)新階段
月球基地怎么用？與會(huì )專(zhuān)家普遍認為，我國月球基地建設使用應實(shí)現幾大轉變，要從以前的技術(shù)追趕轉變?yōu)榉?wù)于重大科學(xué)發(fā)現及資源開(kāi)發(fā)利用，實(shí)現科學(xué)技術(shù)應用同步發(fā)展；要從完成單項任務(wù)目標轉變?yōu)檫M(jìn)行長(cháng)期駐留式探測，實(shí)現目標任務(wù)的體系化規劃；要從自上而下的政府主導轉變?yōu)檎疇恳?、傳統航天研究“國家隊”和商業(yè)航天企業(yè)共同發(fā)力。
展望月球基地可實(shí)現的科學(xué)任務(wù)目標時(shí)，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心主任王赤說(shuō)，月球是解開(kāi)宇宙起源終極問(wèn)題的一個(gè)理想場(chǎng)所。如果在月球背面建立低頻射電陣列或架設射電望遠鏡，將極大促進(jìn)人類(lèi)對宇宙起源的認知。
中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員季江徽提出了基于月球熔巖管建天文臺的設想。他介紹，作為月球表面廣泛分布的地質(zhì)結構，熔巖管內部溫度相對穩定，可能富含水冰。熔巖管作為天然屏障，可隔絕宇宙射線(xiàn)、月塵和濺射物等，而且在管道內部建設可極大節省建筑材料用量，是在月球建設天文臺的理想選址點(diǎn)。未來(lái)還可在月球開(kāi)展系外宜居行星探測與地外生命信號搜尋等科學(xué)任務(wù)。
通過(guò)開(kāi)發(fā)利用月球資源助力解決人類(lèi)可持續發(fā)展問(wèn)題，成為與會(huì )專(zhuān)家的共識。中國空間技術(shù)研究院錢(qián)學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗室研究員姚偉舉例說(shuō)，月基資源綜合利用涉及月壤揮發(fā)分轉化利用、月壤冶金轉化利用，“月壤揮發(fā)分中包含水、氧氣、氫氣等資源，這些都可以利用”。
建好、用好月球基地是一個(gè)龐大的系統工程，需要以全國一盤(pán)棋的思維統籌協(xié)調各方力量。中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)教授何雅玲說(shuō)，月基能源獲取、轉化、傳輸及儲存，對能源研究提出了新課題、新要求。能源領(lǐng)域科研人員要站在國家深空探測工程的高度，凝練好相關(guān)研究。
與會(huì )專(zhuān)家普遍認為，要進(jìn)一步破除體制機制障礙，在一流學(xué)科布局、高端人才培養、國家級平臺建設、科研重大專(zhuān)項設立、前沿技術(shù)培育、重大科學(xué)儀器裝備研發(fā)、重大基礎設施建設等方面進(jìn)行系統性布局，搶占太空基地建設先機。（記者 毛 莉 陳 磊）
