□ [美]罗伯特·祖布林

    【编者按】

    4月24日是“中国航天日”，这源于1970年4月24日中国第一颗人造地球卫星发射成功。今年4月24日，中国国家航天局宣布发现了两种月球新矿物，镁嫦娥石与铈嫦娥石，这是全世界在返回月壤中发现的第七和第八种月球新矿物。

    4月12日是联合国设立的“国际载人航天日”，是为了纪念1961年4月12日苏联宇航员加加林完成的人类首次太空飞行。今年4月11日，美国、加拿大四名宇航员安全返回，他们绕月飞行，成为迄今为止飞得最远的地球人。这是美国载人登月项目“阿尔忒弥斯计划”的一部分。

    在这紧锣密鼓的时刻，有必要关注创建了美国火星学会的著名航空航天工程师、先锋航天公司总裁罗伯特·祖布林的新书《太空新时代：航天革命与人类文明的无限可能》。他在书中论证，每年只需2.5亿美元，就能建立并维持一个月球永久基地。

    ■ 如何建造月球基地

    月球移民梦想家克拉夫特·埃里克将月球称为我们的“第八大洲”，这在某种程度上是合理的，因为月球表面积和非洲很接近。

    “重型猎鹰”火箭发射的突破性成功为美国提供了一个前所未有的机会，来结束其载人航天计划数十年的停滞状态。简而言之，建立月球基地已经指日可待。

    “重型猎鹰”火箭可以将60吨重的物体送入低地球轨道。基于这一点，液氢/液氧火箭推进的货运着陆器可以向月球表面运送10吨有效载荷。因此，我们连续将两艘这样的货运着陆器运送到预定的月球基地位置。最好的位置是在两极之一，因为在月球的两极都有可以持续接收到太阳光的地点，在永久被阴影笼罩的陨石坑内存在着水冰。这些冰可以被电解，制成液氢/液氧火箭推进剂，为地球返回器和月球基地飞行器提供燃料。

    第一艘货运着陆器携带大量装备，包括太阳能电池阵、高速通信设备、100千米范围的微波功率发射装置、一套电解/制冷装置、两辆航天员车辆、一辆拖车和一组遥操作机器人漫游车。着陆后，一些漫游车被用来安装太阳电池阵和通信系统，而另一些则被用来详细勘察着陆区域，在精确的目标位置部署无线电信标，为后续着陆提供指引。

    第二艘货运着陆器携带一个10吨重的居住舱，里面装载着食物、备用航天服、科学仪器、工具和其他物资。这将成为航天员在月球上的住所、实验室和工作室。居住舱一旦着陆，漫游车就为其连接电源，对所有系统进行检查。完成之后，漫游车被重新部署，对基地区域及其周围的环境进行详细勘察。

    基地运作起来之后，第一批乘组人员就出发了。“重型猎鹰”火箭将一艘货运着陆器送入轨道，其有效载荷是一艘加满燃料的月球探测飞行器。这艘飞行器包括一个两吨重的登陆舱，类似于“阿波罗”时代的登月舱，还有一套8吨重的液氢/液氧推进系统，能够将其从月球表面送入地球轨道。随后，一枚经过载人认证的“猎鹰9号”火箭将航天员乘坐的“龙”飞船送至低地球轨道，在此与月球探测飞行器完成对接。货运着陆器随即载着搭乘月球探测飞行器的航天员前往月球，而“龙”飞船则继续停留在低地球轨道。

    ■ 目标是开采月球水冰

    着陆后，航天员的第一项任务是完成太阳能电池板的安装，使居住舱正常运行，然后出发前往陨石坑。

    陨石坑内通常黑暗冰冷，温度低于40开（绝对温度单位“开尔文”，简称“开”，40开约为零下233℃）。然而，载人飞行器、航天服和遥操作漫游车将会配备灯光和内部加热器，因此它们能够进入陨石坑，探索和收集水冰，只要确保在能源耗尽之前出来。

    在陨石坑边缘安装一个直径12米的发射天线，其频率覆盖范围为40千米，将微波传输到一个直径2米的便携式接收天线，航天员可以用这个天线将微波反射到覆盖于深度冰冻土之上的透明集热罩中。微波作用在集热罩内的地面上，就会把冰变成水蒸气，然后通过管道输送到集热罩外的拖车储罐中。

    在储罐蓄满水冰之后，拖车将它带到基地。随后冰被加热变成液态水，送入推进剂生产厂并用于制造液态氢和氧，这些氢和氧可以储存在货运着陆器的推进剂储箱中。

    第一批抵达月球的航天员将致力于使这一实践过程实现自动化，这样在他们离开月球后，这一过程可以通过地球上的远程操作而自动继续。

    经过几个月的运行以及额外的资源勘探和科学探索之后，航天员将乘坐月球探测飞行器，起飞并返回地球轨道。在那里他们将与“龙”飞船相遇——要么是之前将他们运送到轨道上的那一艘，要么是刚刚发射的用来搭载下一组航天员的飞船——这将作为他们回地球最后一段旅程的返回舱。

    因此，在月球上的氢/氧推进剂可用之前，接下来的每次任务只需要1.2亿美元的“重型猎鹰”火箭和6000万美元的“猎鹰9号”火箭就可以完成。这样的成本并不算高得离谱。一旦月球基地建成了，就没有理由不把月面驻留时间延长到6个月。由于月球上有了用于返程的推进剂，航天员可以乘坐刚刚将前一组航天员送回地球的月球探测飞行器直接飞往月球。执行这样的任务只需要将载有新航天员的“龙”飞船送入轨道，同时携带6吨推进剂，为月球探测飞行器提供去往月球基地的单程燃料。这可以通过发射一枚“猎鹰9号”火箭（或蓝色起源公司的“新格伦”火箭）来实现。因此，假设该计划的建造成本大致相当于其发射成本，我们就能够以每年不到2.5亿美元的运行成本创建和维持一个永久月球基地。