月下基地

2020年12月17日，嫦娥五號(hào)探測(cè)器的返回器順利著陸在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域，隨之一同帶回的還有1731克珍貴的月球樣品。對(duì)月球樣品玄武巖巖屑中50余顆富鈾礦物（斜鋯石、鈣鈦鋯石、靜海石）的分析結(jié)果證實(shí)，月球最“年輕”的玄武巖年齡約為20億歲。玄武巖是熔巖冷卻形成的，也就是說(shuō)，月球在20億年前仍存在熔巖活動(dòng)。

從地球看去，月球中部有大塊的深色區(qū)域，被稱為“月海”。月海之所以呈深色，是因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)并堆積了深色玄武巖。風(fēng)暴洋是最大的月海，總面積約400萬(wàn)平方千米，因?yàn)閷?shí)在太大，風(fēng)暴洋也是唯一以“洋”命名的月海。不久前，就在風(fēng)暴洋的馬利厄斯丘陵，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一處位于月表下方的巨大熔巖管道，長(zhǎng)度約2千米，寬超過(guò)500米。目前發(fā)現(xiàn)的最大的月球熔巖管道長(zhǎng)度超過(guò)50千米，容納一座大型城市綽綽有余。

什么是熔巖管道？

熔巖管道是由高溫巖漿噴發(fā)到地表后，隨著玄武質(zhì)巖漿在表面流動(dòng)冷卻的過(guò)程中形成的。

在這個(gè)過(guò)程中，外層熔巖形成了一層堅(jiān)固、絕熱的固態(tài)外殼，使得內(nèi)部巖漿可以保持高溫流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)巖漿源頭不再噴發(fā)，流動(dòng)的巖漿還會(huì)繼續(xù)向前流動(dòng)一段距離，其后方就形成了中空的熔巖管道。

韓國(guó)濟(jì)州島在20萬(wàn)～30萬(wàn)年前曾經(jīng)發(fā)生火山爆發(fā)，由此形成的多個(gè)熔巖管道構(gòu)成了全世界已知最大的熔巖管洞穴——被稱為“萬(wàn)丈窟”，其長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十千米，高和寬達(dá)十余米。無(wú)獨(dú)有偶，科學(xué)家在夏威夷和冰島等地也發(fā)現(xiàn)了類似的熔巖管道。月球和火星上也被證實(shí)存在熔巖管道，只不過(guò)月球的重力僅為地球的1/6，因此月球上的熔巖管道比地球熔巖管道的內(nèi)部空間更寬敞。

熔巖管道：月球基地的理想選址

月球表面的條件是極端的。月球的自轉(zhuǎn)周期為28天，這意味著在大多數(shù)地區(qū)，有兩周的連續(xù)日照，接著是連續(xù)兩周的黑暗。由于月球沒(méi)有大氣層來(lái)吸收和均攤來(lái)自太陽(yáng)的熱量，月球白天的最高溫度可達(dá)130℃，而夜間最低溫僅為-247℃。這還只是極端溫度帶來(lái)的考驗(yàn)，更別說(shuō)月球表面的強(qiáng)烈輻射和時(shí)不時(shí)會(huì)撞擊月球的小行星……

因此，相比在月球表面修建月球基地，月球熔巖管道反而是更理想的月球基地選址。

月球熔巖管道的優(yōu)點(diǎn)

恒溫層得益于月壤極低的導(dǎo)熱系數(shù)，月壤下方約1米深處存在一個(gè)恒溫層，在月球赤道區(qū)域，這個(gè)恒溫層的溫度高達(dá)–20℃，這已經(jīng)是人類在月球上能夠克服的溫度。月球熔巖管道剛好處于恒溫層中。

防宇宙射線照射月壤可有效阻擋太陽(yáng)射線，而熔巖管道內(nèi)厚實(shí)的月壤和巖層可減弱外來(lái)宇宙射線的強(qiáng)度，為航天員提供相對(duì)安全的環(huán)境。

防止隕石或微隕石撞擊熔巖管道頂部的月壤與月巖提供有效保護(hù)，使熔巖管道內(nèi)部免受隕石撞擊，為宇航員和探測(cè)器提供安全保障。

可能保存有水冰熔巖管道內(nèi)部環(huán)境類似月球永久陰影區(qū)，可能儲(chǔ)存有水冰等揮發(fā)分，為未來(lái)資源利用提供潛在價(jià)值。

巨大的可利用地下空間月面熔巖管道形成的洞穴具有巨大空間，深度達(dá)數(shù)十米，寬度幾十米到幾百米，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米到幾百千米，為未來(lái)建設(shè)基地或城市提供廣闊可能性。

隨著人類深空探索活動(dòng)越來(lái)越頻繁，建設(shè)月球基地成為未來(lái)人類進(jìn)行太空探索時(shí)的主要課題。全世界多個(gè)國(guó)家都公布了各自修建月球永久基地的時(shí)間表。月球熔巖管道無(wú)疑是非常具有吸引力的月球基地選址，但還有大量驗(yàn)證工作需要完成，其中最重要的就是驗(yàn)證月球熔巖管道的密封性。如果我們要在其中修建月球基地，那么最好能把它改造成完全氣密的內(nèi)部空間。畢竟，人造空氣在月球可是稀缺資源。