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折腾了几十年登月计划,搞了一堆高精尖航天材料,结果NASA发现,人类在月球上最好

折腾了几十年登月计划,搞了一堆高精尖航天材料,结果NASA发现,人类在月球上最好的归宿居然是——钻地洞。

10月14日,《中国科学报》报道,NASA通过“月球表面有效载荷与研究调查”(PRISM)项目一口气选定了三项科学调查任务,目标只有一个:为建立人类首个月球基地做准备。

其中最关键的一项,代号GIMLI,全称“马里乌斯山坑地球物理仪器调查”,由美国行星科学研究所牵头,首席研究员是Nathaniel Putzig。

GIMLI要干什么。就是去确认月球表面那个叫“马里乌斯山坑”的洞,到底是不是通向一个巨大的地下熔岩管。

这个坑2009年被日本“辉夜”号探测器发现,位于月球正面风暴洋的中心地带,直径约65米。从轨道上看,它就是一个圆形的开口,像是有人在月球表面戳了一个洞。科学家怀疑,这个洞不是孤立的,它的下面连接着一条远古火山活动留下的熔岩管道——一条空心隧道。

为什么科学家对“洞”这么上心。因为月球表面的环境,说句不好听的,人类根本待不住。

月球表面没有大气层,宇宙射线和太阳辐射直接轰击地面。昼夜温差超过300摄氏度,白天能热到127度,晚上降到零下173度。微陨石以每秒十几公里的速度砸下来,连个预警都没有。

地下熔岩管把这些威胁全解决了。

NASA的月球勘测轨道飞行器测到的数据表明,月球坑洞内的阴影区域温度常年稳定在17摄氏度左右。外面是三百度的温差,里面是春天般的温度。

洞顶几十米厚的玄武岩,能有效屏蔽宇宙射线和太阳辐射,还能挡住微陨石的撞击。地表要建一整套防护设施才能模拟的环境,地下洞穴天然就给你了。

这个发现对NASA来说,其实是一个巨大的讽刺。阿尔忒弥斯计划搞了这么多年,核心目标是在月球南极建基地。方案换了不知道多少版,从充气舱到3D打印月壤建筑,从地下掩体到月面栖息地,投入的钱以百亿美元计。绕了一大圈,最优解是找一个现成的洞,钻进去。

但“钻地洞”这件事,工程上的难度比表面看起来大得多。

中国航天期刊《国际太空》刊发的研究指出,熔岩管天窗边缘的岩体经历长期冷热交变,存在极高的应力集中和断裂坍塌风险。天窗往往深达数十米到上百米,垂直落差使得大型舱体、重型3D打印设备和建设物资的下放极其困难。

洞底和地表之间的通信也是问题。厚重玄武岩会引发无线电波通信黑障,切断了洞底与月表、地球的直接数据链路。洞底也获取不到阳光,太阳能电池没法用,必须铺设激光或微波传能系统,或者铺设超长线缆。

这些问题不解决,钻地洞就只是一个好听的概念。 NASA的GIMLI项目,本质上就是在回答“这个洞能不能用”这个前置问题。

探测方案分三种手段。探地雷达用电磁波反射探测地下结构,地震仪测量振动如何在地层中传播,重力仪测量重力场的微小变化来推断地下物质的分布。三种方法互相验证,比单靠一种测量可靠得多。

GIMLI的设备将由商业月球着陆器送到月球表面,一辆月球车负责搭载仪器到坑洞附近,把雷达、地震仪、重力仪和相机对准这个洞口。项目团队想搞清楚的核心问题是:这个可见的坑洞,到底只是在地表挖了个碗,还是通向一条延伸数公里甚至更长的地下隧道。

在月球另一端,中国也没闲着。

2026年4月,国家重点研发计划“月球熔岩管形成机理和探测方法”项目在北京启动,由中国科学院国家空间科学中心牵头。这个项目的目标很明确:建立月球熔岩管形成和演化模型,突破空-地-体探测关键技术,为月球永久基地选址提供支撑。

更接地气的做法在海南。海南省地震局联合北京大学、南方科技大学等团队,在海南海口雷琼火山群的熔岩洞里开展了一场“类行星”试验。他们用车重1.8吨级的可控震源车激发人工地震波,在洞内布设多种地震仪接收信号,反演地下结构,模拟月球探测场景。

雷琼火山群的熔岩洞,无论形成形态还是成因,都与月球、火星表面的熔岩管高度相似,是难得的“天然实验室”。部分熔岩管道可以隔绝九成以上的高能辐射,洞内温度也相对恒定,是未来星际基地的理想载体。

在月球表面建基地,每一块砖都要从地球运过去,或者用月壤3D打印。运过去的成本以每公斤数万美元计,打印的建筑还要额外加固防辐射层。熔岩管天生就是一个防辐射、防温差、防陨石的巨型预制体。你不需要建房子,你只需要搬进去。

GIMLI的探测结果预计2028到2030年间揭晓。如果马里乌斯山坑底下真的藏着一条完整的熔岩管,月球基地的蓝图就要从“建筑”变成“穴居”。

人类在洞穴里进化了几百万年,现在要把这个技能带到月球上去。

这事说起来有点荒诞,可NASA的科学家自己都说了:人类在洞穴中进化,当我们生活在月球上时,我们可能会回到洞穴中去。