月球能承載多少人口？移居仍充滿未知數(shù)

公元3000年，人類已經(jīng)耗盡了地球上所有的自然資源，成為一個太空種族，并在月球上建立了殖民地。巨大的密封穹頂橫跨在月球表面，里面是居住著數(shù)十萬人的城市。這顆冰冷、灰暗的地球衛(wèi)星不知何故成了人類的新家。

在1995年的月球殖民地的概念圖中，月球采礦設(shè)施正在澄海（Mare Serenitatis）盆地的火山土壤中開采氧氣。這是一片廣闊的熔巖平原，資源豐富

當(dāng)然，這些純粹是科學(xué)幻想。但是，如果沒有一個人類的外星殖民地，任何對未來的設(shè)想都是不完整的。月球是距離地球最近的天體，因此最容易被想象成我們未來的家園。但是，這一愿景與現(xiàn)實相符嗎?月球有一天會成為熱門的居住地嗎?如果是的話，條件惡劣的月球環(huán)境能實際支持多少人的生活?

回答這個問題的一個簡單方法是考慮月球的面積。月球的表面積約占地球陸地總面積的15.9%（不包括地球被海洋覆蓋的面積）。從理論上講，如果我們以地球上人口最多的城市的密度來填充這片區(qū)域，那月球表面可以容納數(shù)萬億人口。

但是，月球表面能容納多少人，與月球表面能支持多少人生存是截然不同的問題。在這方面，月球絕對可以算是地球的“窮親戚”。

“這是一個相當(dāng)貧瘠的地方，”美國亞利桑那州行星科學(xué)研究所高級科學(xué)家達(dá)爾比說，“每個物種都在尋求擴大自己的生態(tài)位。但是這一新的‘生態(tài)位’，也就是月球，對人類來說非常不適宜居住。”

月球是距離地球最近的天體，因此最容易被想象成我們未來的家園

與地球不同，雨水不會自由地降落在月球表面。更至關(guān)重要的是，月球也缺乏提供可呼吸空氣的大氣層。這顆地球的天然衛(wèi)星也沒有現(xiàn)成的生態(tài)系統(tǒng)，可以方便地支持農(nóng)業(yè)開發(fā)。此外，月球還特別容易受到太陽風(fēng)暴的影響。太陽表面的爆發(fā)會發(fā)出電磁輻射，而沒有磁場的保護，月球無法使這些輻射偏轉(zhuǎn)。月球表面還具有巨大的溫差，黑夜與白天交替的時間也非常長。

所有這些都使在月球生活看起來極難實現(xiàn)。然而，令人驚訝的是，事實并非如此。理論上，在月球上尋求人類生存的基本要素，包括空氣、水、食物和住所等，并不像你想象的那么遙不可及。

以空氣為例。要養(yǎng)活月球上最初的幾百人，我們首先必須把空氣輸送到月球表面，這可以通過將空氣泵入密封結(jié)構(gòu)中來實現(xiàn)。歐洲空間局月球項目經(jīng)理馬庫斯·蘭德格拉夫（Markus Landgraf）表示，這看起來似乎不可持續(xù)，但在短期內(nèi)，這種方法實際上是相當(dāng)劃算的?！耙婚_始人們不需要太多的空氣，在很長一段時間內(nèi)，我們不需要在月球上制造空氣。我們可以把空氣從地球帶過來，”他說，“運輸成本仍在可控范圍內(nèi)?！?

然而，如果人口增長到數(shù)萬，我們就需要在月球上合成氧氣，這將是一個成本高昂的過程。但蘭德格拉夫表示，未來幾十年太空探索的發(fā)展可能會使這一過程更加經(jīng)濟。他認(rèn)為，這主要是因為推進宇宙飛船需要氧氣，如果需求增加的話，“在月球上建造氧氣發(fā)生器供火箭推進劑使用，而不是為人們提供飲用水和空氣，在經(jīng)濟上更有意義”。這將降低氧氣的生產(chǎn)成本，使月球居民更容易獲得可呼吸空氣。

水，到處是水

那么，人類生活所必需的水呢?直到幾十年前，研究人員還認(rèn)為月球是完全干燥的。但后來的研究發(fā)現(xiàn)，月球表面分布著數(shù)量驚人的水。

“我們認(rèn)為水是月球形成時留下來的。我們還知道，彗星基本上就像一個臟雪球，會周期性地撞擊月球表面，”達(dá)爾比說，“有許多證據(jù)表明，彗星撞擊月球表面形成的環(huán)形山中仍然存在水冰?！彼€表示，水的另一個來源是咆哮著穿越太空的太陽風(fēng)。這些攜帶質(zhì)子的粒子在月球上與電子碰撞，形成了氫。

所有這些加起來就形成了相當(dāng)數(shù)量的月球水，也許足夠養(yǎng)活相當(dāng)數(shù)量的人口。我們已經(jīng)在國際空間站上開發(fā)了水回收系統(tǒng)，可以將宇航員的淋浴水、尿液和汗水處理為飲用水。該系統(tǒng)甚至可以回收他們呼吸出來的水分。在月球上，循環(huán)回收技術(shù)可以為居民創(chuàng)造一個閉環(huán)水源。

然而，即使回收利用，這些水的儲量也不是無限的。一遍又一遍地循環(huán)用水確實會帶來一些損失，所以需要不時地補充儲備。此外，戴爾指出，通過粉碎月球巖石，以及從深坑中挖出冰來提取月球的水，將需要大量昂貴的能源。

“我個人的感覺是，月球的殖民化是否成功，將取決于我們能否把氫帶到那里，”戴爾說道。然而，運輸氫的成本也很高：每千克大約22萬美元。

如果不知道現(xiàn)在的月球表面有多少水，就很難估計月球基地能養(yǎng)活多少人。但我們至少知道，為月球提供一個相對可持續(xù)的水源是可能的。蘭德格拉夫估計，月球開拓者至少在最初的5到10年里都不需要開采月球的水資源;因為第一批定居月球的可能只有十幾人，將他們所需的水運輸?shù)皆虑蛏喜⒀h(huán)利用的成本不會太高。

蘭德格拉夫表示，對于月球農(nóng)業(yè)，我們可以用“幾乎像生態(tài)系統(tǒng)一樣的封閉圓頂”來模擬地球的環(huán)境條件。經(jīng)過長時間的日照和循環(huán)用水的培育，月球農(nóng)作物有可能擴大規(guī)模，養(yǎng)活數(shù)千人。已經(jīng)有大量的研究表明，在太空種植農(nóng)作物是可行的。

帶我飛向月球

關(guān)于人類如何實現(xiàn)這一切，仍有許多未知數(shù)。從理論上講，月球的自然資源可以支持成千上萬甚至數(shù)百萬人的生活。那么，為什么直到現(xiàn)在還沒有人居住在月球上，注視著地球呢?

蘭德格拉夫表示，殖民月球的最大障礙并不一定是自然資源的限制，而是用航天器把人送到月球的巨大成本。更經(jīng)濟地實現(xiàn)這一目標(biāo)將需要更大膽的技術(shù)飛躍，比如太空電梯的發(fā)明。如果我們擁有這些技術(shù)，“就意味著有成千上萬的人可以在月球上生活，”蘭德格拉夫說，“所以，水并不是限制因素，是運輸限制了我們?！?

然而，我們還是需要迅速回到現(xiàn)實：目前，殖民月球還不是我們現(xiàn)實的目標(biāo)。當(dāng)然，我們可以把月球看作是地球末日時的諾亞方舟，但目前，各國的航天機構(gòu)并未把月球視為遠(yuǎn)離災(zāi)難的前哨站，而只是一個研究中心，一個潛在的基地，從那里可以探索太陽系的其他部分。

或許我們可以在南極洲尋找人類如何定居月球的線索。南極洲可能是地球上最像月球的地方，這里居住的人口數(shù)量隨季節(jié)變動，大約有1千到4千名研究人員。他們在寒冷干燥的環(huán)境中生活，完成他們的工作。目前的研究也推動了對人類定居月球的規(guī)劃，關(guān)于未來幾十年內(nèi)會有多少人移居月球，更現(xiàn)實的想法是：一次幾千人，而不是數(shù)百萬或數(shù)十億人。

戴爾表示，隨著時間的推移，即使是研究南極的人群也可能逐漸減少，被更廉價、更高效的機器人所取代。她說：“隨著科技的進步，幾乎沒有真的需要派人去做科學(xué)研究。”

這并不意味著我們的月球殖民夢已經(jīng)結(jié)束。一個重要的因素是，人類有著不可抑制的探索動力。這可能會推動未來的幾代人殖民月球，或?qū)⑵渥鳛槠渌仗诫U的中轉(zhuǎn)站?！叭祟愂巧贁?shù)幾個不斷在探索的物種之一，即使沒有必要，”蘭德格拉夫說，“（我們）在這一策略上非常成功。我們會改變這一點嗎?我不這么認(rèn)為?！?