建立月球基地的构思

美国在结束“阿波罗”登月飞行后，想建立第一个月球基地。设想把有降落支架的运货舱和配备雷达的着陆器送上月球。用此着陆器也能作载人飞行，每一次着陆器飞行可载6名宇航员。只要有运货舱和着陆器，就能在月球上建立基地。月球基地居住试验不超过12人，在预制的掩蔽房内住3～6个月。

美国通用动力和康维公司的一个小组认为，目前航天飞机只有24.5吨载重能力，返回飞行载荷限定在14.5吨，因此航天飞机不能使用。倘若能带15吨燃料，就有可能在空间建立一个临时供燃站，从站上给飞往月球的着陆器加燃，不需要运货舱返回地球。遗憾的是，航天飞机运货舱内无燃料储藏空间，特别是低密度燃料的氢。因此，康维司工作组建议，用航天飞机结构的特殊压舱物箱内装上水，运到轨道上的加工厂，把水电解为氢和氧，储存起采，供着陆器飞行加燃用。该公司工作组推测，依此方法，有44％的航天飞机可供利用。轨道加燃费用比在月球上生产燃料便宜。

美宇航局也注意到从月岩中提取氧的方法。研究表明，在运货舱内建起的一个小型化学加工厂，利用月球阳光能源，每天可生产约100千克的液氧。高温下，月岩与甲烷起反应，产生一氧化碳和氢。在另外设想中，用低温反应堆，一氧化碳与氢反应，还原为甲烷和水，然后，使水电解为氢和氧，把氧储存起来，而氢再循环进入系统。

1984年10月30日，美宇航局和国立科学院以“21世纪月球基地和空间活动”为题联合召开了座谈会，与会者有300名科学家、工程师以及宇航员。在会上，就重新进行月球探索和开发月球资源广开言路，各抒己见，漫谈2005年在月球上建立一个美国人居住的月球基地。按1984年货币值计算，该基地的建立约需资金500～900亿美元，要用25年时间才能完成。这比用11年登上月球还多14午。白宫和航宇局支持并重视这次专家座谈会，期望专家们为美国重返月球提供需要的科学技术资料。航宁局局长贝格斯在座谈会上首先发言：“我深信今后25年内美国人将能回到月球上去，建立一个永久基地。它将成为开发含氧月岩工厂，并成为飞向太阳系内其他行星和天体的跳板，如火星及近地球小行星。”他又说：“空间站将是飞向月球的中途站。”总统科学顾问基沃斯讲：“空间站将是建立月球基地的一个中间转运站。月球基地是一个大胆设想，振奋人心的目标之一。”曾乘“阿波罗-17”宇宙飞船在月面逗留三天的宇航员哈里森·施米特参议员提出21世纪空间活动目标，请政府考虑从月球起飞的一次火星载人旅行。

美国科学家和政府官员相信美国会正式拟定重上月球探索计划。戈达德飞行中心地质学家保罗·洛温谈到，在对月球尚未掌握第一手科学资料时可进行国际合作。他设想由4～6名宇航员乘装备齐全的月行车，横渡月面上的英布伍姆盆地，用3～6个月时间行程4000千米。宇航员踏上月球后，可一路上勘查地质，设立营地，采集岩石，加以分析；他们将带有高分辨照相机及高灵敏度遥感器；用能钻几百米深的钻探机取样。这就可以获得广泛月面地质结构。另外，还有3名宇航员乘波音公司造的“月球漫游车”做短期月球观光旅游。为实现建立月球基地的设想，首先耗资520亿美元做月球基地侦探，寻找建月球基地点。

座谈会上，科学家们为月球基地建设和利用提出了一些构思，如建立月球天文台。因为地球受其大气和人为无线电波干扰，严重影响光学、远紫外、伽马射线、射电和微波的观测。他们认为月面是几个天文学领域最理想的地方，诸如射电天文学、微波天文学、红外和亚毫米天文学、光学天文学以及宇宙射线观测等。在近地轨道上运行的天文学卫星，包括1990年4月人轨的空间望远镜，因观测仪器的不稳定性，干扰一些掩星和干涉仪的测量，但月球挡住来自地球的射频放射，不受干扰。此外，月球上可建立大型观测阵，以超高分辨率和高灵敏度探测微弱光源。在月球真空环境里能有效地使用天文观测仪器。假若在月面上安放25米光学望远镜，能提供超过空间望远镜100倍的观测面积，分辨率高10倍。总之，月面天文台比天文学卫星和地球天文台具有不可比拟的优越性。

约翰逊空间中心一位专家提出要建立月球基地，首先应解决封闭生命保障系统，这样才能使人长时间停留在片面上，因为月球是极热和极冷（白天120℃，夜间-120℃）的空间环境。他谈到月球生保系统采用超临界水氧化技术。在氧化时，有机物和氧气能游离混合，可使生保系统在月球站设计上予以简化。还有几位科学家提议在月球开辟农场，利用月球含有许多种矿物质的土壤，在加压圆顶罩内种植作物，但需勤日氮。几位工程师赞成用SP～100空间核反应堆作为月球基地电站；有的工程师还谈及科用月面上钛铁矿热还原生产氧，可提供氧气。至于如何建造月球基地，专家们讨论了用月球土壤和水混合，或与其他液体混合构成基地结构混凝土。加利福尼亚设计院的卡里里提出一种新的“岩浆结构”，用聚焦日光熔化月球土壤，生产一种可雕成装置的柔韧材料。会上，专家们也讨论了用“月球灰质粘土结构成形法”。尽管在座谈会上，科学家们踊跃发表各自对建立月球基地的意见，但若变为现实则需惊人的经费。月球除恶劣的环境外，述有其他不利因素，譬如火箭火焰污染、处处坑洼、易扬起月球尘埃等，这些都会降低天文台观测仪器的灵敏度。月面是由电位能、等离子体以及电场包围的环境。因土壤粒子是带静电的，也可增加月面尘埃积累。为克服这些不利因素，倘需备有控制污染物和监视系统。随着电子人工智能机器人的迅速发展，只要美国肯花这笔巨款，在21世纪初有可能实现在月球上建立基地。但目前，月球基地仍是科学家们脑海里一幅梦幻图画，美国前总统布什在1989年7月20日纪念美国第一个人登上月球加20年大会上提出建立一个永久月球基地，指示国家研究委员会对重返月球和2019年把美国人送上火厘的计划进行研究。美航宇局在布什发出指示后就开始制定力争2001重上月球计划。据初步估计，建立月球基地耗资高达1000亿美元，到2025年利用这个基地费用将达2080亿美元截至1990年8月底，美国外债积累达6000亿美元，到90年代末期可能突破1万亿美元大关。在债台高筑情况下，恐怕布什重返月球计的划可望不可及。