月球被视作人类去往更深太空的中转站点,想要支撑宇航员从月球出发继续远航,长期驻留基地的搭建是绕不开的环节。NASA 放出多组配套方案,从现成的天然洞穴庇护所,到种子在轨培育实验,再到机器人改造南极陨石坑,多条路线同步推进。

月球勘测轨道器 LRO 传回的观测数据里,已经标记出大约 200 处崖壁陡峭的坑洞。这批坑洞最早 3 个,由日本月亮女神探测器发现,后续其余坑洞,科研人员借助新算法扫描 LRO 高清影像逐一识别出来。坑洞直径跨度很大,最小约 5 米,最大能达到 900 多米。亚利桑那州立大学的罗伯特・瓦格纳提到,部分向地下延伸数十米的坑洞,能隔绝太阳辐射、宇宙微小陨石,还能避开月表昼夜剧烈起伏的温度,月球浮尘同样很难进入洞内。这类坑洞的形成过程和地球熔岩管道近似,陨石撞击让局部月岩熔融,熔融区域经过成千上百年冷却,慢慢形成地下空腔。瓦格纳提出,先挑选一到两处坑洞投放探测设备,采集洞内的实地数据。这类地下构造内部,有可能留存水冰资源,这类物质是长期月面驻留必需物资。部分火山活动生成的坑洞,通道会被冷却凝固的熔岩封堵,压缩可用空间。

和寻找天然庇护所并行的,还有月球植物培育实验。NASA 计划借助商业飞船月球快递登陆艇,运送一个密封培养罐抵达月面。罐子内部装入 10 粒罗勒种子、10 粒萝卜种子,接近 100 粒拟南芥种子,同时备好维持 5 至 10 天生长的物料,带有养分的滤纸、足量空气都包含在内。这个项目的参与名单里,有科研人员、学生、机器人,还有多台防水防震的 GoPro 相机记录全程。这次落地,会是人类第一次把除自身以外的生命送到地外天体。实验目标,记录种子在月球低重力、强辐射环境下的生长状态。种子对外部环境的敏感度,在不少场景里高于人类。这批植物相当于环境探针,用来采集月面生存条件的一手数据。
另一套方案瞄准月球南极沙尔克顿陨石坑。这片区域常年缺少光照,低温持续覆盖坑底。NASA 拿到 32 万英镑,折合人民币约 310 万元的经费,用于两年内的模型制作与前期测试。方案安排漫游机器人抵达陨石坑,架设太阳光反射装置,把阳光导入坑底。坑内同步布设太阳能变压设备,给各类用电设备供电。整套作业全部由机器人提前完成,在人类进驻之前,在坑内搭建出可以运转的小型配套系统。

月球基地的几条技术路线,各自对应不同难题。天然坑洞可以省去大量舱体搭建工作量,但内部结构、资源分布还需要实地探测确认。植物实验体量很小,只覆盖短短几天的生长周期,只能拿到基础环境参考数据。机器人改造永久阴影坑,则要解决持续供电、反射设备长期稳定工作的问题。