建设月球基地的关键技术

建设月球基地需要妥善解决一系列的技术问题，其中的关键技术包括——

（1）总体方案设计与优化通过月球基地的任务需求分析，明确对月球基地的要求，从而论证确定总体方案，明确总体技术指标。其中包括月球基地的组成、总体构型需求、总体技术指标分析、各系统技术指标分析和相互接口关系等。

根据月球基地的任务需求，分析各种总体构型，比较其对各类需求的满足程度，经过优化设计，从而确定最终的月球基地构型方案。

（2）月球基地构建技术开发适合月球环境的机器人建设施工技术、月球建筑材料加工技术以及研究月球岩土和月球结构工程技术，是月球基地建设的重要研究方向。

（3）矿产资源利用技术包括研究如何进行月球土壤采挖和传输技术，在月球风化层的开采技术等；月球表面的选矿技术研究，包括了选矿原则、工艺方法、技术流程等；氦3的分离、提取技术或方法研究，水资源的利用技术（可能）等。

（4）高效可靠能源技术电能是月球开发的基础，只有月球电力的供应充足和持续，月球探测的科学和物质两个方面才可以得到保障。在月球电力供应上有两个方案：核反应堆和太阳能电池。对核电反应堆的设计、试验、制造、安全运输和运行等技术进行研究都非常必要。而太阳能电池受基地所在的纬度、地形、辐照和月尘的影响，对其需要进行长期可靠性运行的研究。

（5）月球表面运输技术研究建立一个月表运输系统，完成原材料开采及运输、科学探测、货物运输等，需进行包括月面运输车、月球铁路、气动传输系统和机械弹道运输系统的研究，分析月球环境下各种运输方式的适用范围、用途，成本等，比较各种运输方式，针对月球基地的具体任务提出合理的运输方式备选方案。

（6）实时通信技术需进行月球基地内、基地间、月表机动巡视车与基地之间、基地与地球之间、月表机动巡视车与地面间通信的研究，并利用月球资源生产各种典型设备，建立一个星际网络。

（7）月球基地防护技术研究长期宇宙辐射下的设备和元器件的防护，以及微陨星和微流星体对月球基地的袭击概率。

月球环境是探测器设计所需考虑的重要因素。月球表面的带电粒子主要包括太阳风、太阳宇宙射线和银河宇宙射线，对航天器表面材料特别是热控涂层及光学表面等造成损伤；月尘是月面探测器所遇到的主要问题之一，月尘会悬浮在数米高度，严重影响仪器和敏感部件的机械性能、热特性和光学性能；月面环境研究的目的是通过对环境及其效应的研究、试验和防护技术分析，提高月球基地的材料、功能部件对月球环境的适应性。

同时，月球没有大气，微小陨石和微流星体会对月球基地造成威胁，通过数值建模和超高速撞击模拟实验进行月球防撞击风险评估和撞击效应研究。采取被动防护的方法，从月球基地的总体设计、防护结构和材料方面着手，降低空间碎片的威胁。

（8）月表维护和修理技术由于空间环境的严酷，需要对月球基地及其月表巡视车等设施进行维护和修理，保障月球基地的可靠性，延长使用寿命。

（9）月表制造加工技术月球基地建设初期，所有的设施都是从地球运输而来，但随着基地建设的发展，应当考虑月球就地生产，降低成本。如通过冶炼方法生产各种模具和玻璃产品。在月球上获取生产经验后，可以在月球上生产大量的不同产品和工具，如用月球机器人生产机器人、建筑材料等。

（10）仿真验证和地面试验技术建立月球基地的技术跨越性大，关键技术多，无论是基地的构建技术、能源供应，还是月球表面系统的自主控制、遥操作、延时通信等问题都要通过仿真和地面试验加以验证。

目前，美、俄等国都已开始在地球上建立月球基地地面演示验证系统。