“月球上有沒有可能建一個氦-3提煉工廠？”“能不能利用月球隕石坑建一個月球版FAST？”……在12月7日至8日舉行的香山科學(xué)會議第759次學(xué)術(shù)討論會上，包括16位院士在內(nèi)的百余名科技界專家圍繞月球基地建設(shè)開展“頭腦風(fēng)暴”，進(jìn)行熱烈討論。

當(dāng)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(shè)任務(wù)規(guī)劃或遠(yuǎn)景目標(biāo)。中國將如何建設(shè)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)會議，以“面向太空基地建設(shè)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(yùn)輸、月基能源利用四大中心議題。與會專家學(xué)者認(rèn)為，我國亟需構(gòu)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(shè)的中國方案。

加快“換道超車”

月球基地什么樣？這個充滿未知的問題，激發(fā)人們無限想象。

中國工程院院士、北京理工大學(xué)黨委書記張軍提出了開展“三站一體”月球科考工程（Moon Exploration Engineering and Technology，簡稱“MEET”）的設(shè)想。張軍提出，月球科考工程設(shè)想涵蓋三大月基平臺建設(shè)：區(qū)域移動科考站，旨在打造多場域新質(zhì)感知的重大科學(xué)設(shè)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(jiān)測預(yù)報(bào)體系；月外空間監(jiān)視站，旨在實(shí)現(xiàn)月基空間全時的目標(biāo)監(jiān)視預(yù)警能力。

MEET的背后，是關(guān)于構(gòu)建月基平臺科技創(chuàng)新體系的思考。張軍認(rèn)為，月球具有極大探測價值，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(gòu)建月基全域“知—源—運(yùn)—建”平臺體系。“知”即月基環(huán)境探測，“源”即月基能源利用，“運(yùn)”即月基全域運(yùn)輸，“建”即月基原位建造。“我們要不斷突破認(rèn)知新極限，開拓深空新疆界，實(shí)現(xiàn)月球開發(fā)利用的‘換道超車’。”張軍說。

在完成“繞、落、回”三步走規(guī)劃后，我國正在實(shí)施探月工程四期任務(wù)，目標(biāo)是在月球南極區(qū)域建設(shè)國際月球科研站基本型。中國深空探測重大專項(xiàng)總設(shè)計(jì)師吳艷華介紹，我國計(jì)劃聯(lián)合其他國家共同建設(shè)國際月球科研站。它是在月球表面與月球軌道長期自主運(yùn)行，短期有人參與，可擴(kuò)展、可維護(hù)的綜合科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施。國際月球科研站建設(shè)將按照兩個階段分步實(shí)施，2035年前后建成基本型，在月球南極區(qū)域建設(shè)半徑約10公里的中心站區(qū)，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(shè)月面南極中心站，具備可持續(xù)全月面科學(xué)研究、資源開發(fā)、技術(shù)驗(yàn)證等能力，并為載人登陸火星等深空探測任務(wù)奠定基礎(chǔ)。

“國際月球科研站有望成為由我國主導(dǎo)發(fā)起的國際大科學(xué)工程。”吳艷華說，該工程的總體目標(biāo)之一是構(gòu)建全球伙伴參與、多方合作共贏的國際合作交流平臺，歡迎世界各國伙伴在項(xiàng)目各個階段、任務(wù)各個層級參與國際月球科研站建設(shè)，開展項(xiàng)目合作。

勇闖科技“無人區(qū)”

月球基地怎么建？用中國工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授鄧宗全的話說，中國航天已進(jìn)入“無人區(qū)”，月球基地建設(shè)與高效益運(yùn)營意義重大，工程方案制定要以科學(xué)目標(biāo)為牽引。多位與會專家建議，對于這種大型項(xiàng)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(yùn)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(tuán)隊(duì)研制。團(tuán)隊(duì)通過分析嫦娥五號月壤樣品成分，并模擬配成后燒結(jié)制成“月壤磚”。丁烈云介紹，此次將“月壤磚”送往空間站開展艙外暴露實(shí)驗(yàn)，目的是為未來在月建設(shè)積累科研數(shù)據(jù)。

將于2028年前后發(fā)射的嫦娥八號是國際月球科研站先導(dǎo)任務(wù)。它將與計(jì)劃在2026年前后發(fā)射的嫦娥七號共同構(gòu)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(shè)計(jì)師王瓊介紹，嫦娥八號任務(wù)中將測試?yán)?D打印技術(shù)制成“月壤磚”，并攜帶一個全新模塊作業(yè)機(jī)器人，進(jìn)行載荷布設(shè)、月壤添加和“月壤磚”拼接等工作。

在月球基地建設(shè)中，數(shù)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)布的國際首個月球科學(xué)多模態(tài)專業(yè)大模型，實(shí)現(xiàn)了月球科學(xué)問題的專業(yè)問答，能夠完成地質(zhì)構(gòu)造年代判別等任務(wù)。他建議，未來應(yīng)進(jìn)一步建設(shè)數(shù)智行星，為深空探測任務(wù)提供地面的運(yùn)行環(huán)境及模擬試驗(yàn)的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)而降低工程實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，提高工程實(shí)施效能。

進(jìn)入開發(fā)新階段

月球基地怎么用？與會專家普遍認(rèn)為，我國月球基地建設(shè)使用應(yīng)實(shí)現(xiàn)幾大轉(zhuǎn)變，要從以前的技術(shù)追趕轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)于重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)及資源開發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用同步發(fā)展；要從完成單項(xiàng)任務(wù)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)行長期駐留式探測，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)的體系化規(guī)劃；要從自上而下的政府主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)檎疇恳隆鹘y(tǒng)航天研究“國家隊(duì)”和商業(yè)航天企業(yè)共同發(fā)力。

展望月球基地可實(shí)現(xiàn)的科學(xué)任務(wù)目標(biāo)時，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，月球是解開宇宙起源終極問題的一個理想場所。如果在月球背面建立低頻射電陣列或架設(shè)射電望遠(yuǎn)鏡，將極大促進(jìn)人類對宇宙起源的認(rèn)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(shè)想。他介紹，作為月球表面廣泛分布的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，熔巖管內(nèi)部溫度相對穩(wěn)定，可能富含水冰。熔巖管作為天然屏障，可隔絕宇宙射線、月塵和濺射物等，而且在管道內(nèi)部建設(shè)可極大節(jié)省建筑材料用量，是在月球建設(shè)天文臺的理想選址點(diǎn)。未來還可在月球開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)。

通過開發(fā)利用月球資源助力解決人類可持續(xù)發(fā)展問題，成為與會專家的共識。中國空間技術(shù)研究院錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究員姚偉舉例說，月基資源綜合利用涉及月壤揮發(fā)分轉(zhuǎn)化利用、月壤冶金轉(zhuǎn)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龐大的系統(tǒng)工程，需要以全國一盤棋的思維統(tǒng)籌協(xié)調(diào)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，月基能源獲取、轉(zhuǎn)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。

與會專家普遍認(rèn)為，要進(jìn)一步破除體制機(jī)制障礙，在一流學(xué)科布局、高端人才培養(yǎng)、國家級平臺建設(shè)、科研重大專項(xiàng)設(shè)立、前沿技術(shù)培育、重大科學(xué)儀器裝備研發(fā)、重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面進(jìn)行系統(tǒng)性布局，搶占太空基地建設(shè)先機(jī)。

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