隨著人類對月球新一輪探索熱潮的興起，建立月球基地的設想也越發(fā)具有可行性。最近中國公布了利用模擬月壤建造月壤磚的進展，該技術為月球基地提供新的建設思路。中國科學家正在進行一系列具體的試驗，使建設月球科研站成為可能。

由于將物品從地球運送到月球非常昂貴且具有挑戰(zhàn)性，直接使用月球上已存在的材料，即所謂的原位建造技術，提供了一種可以極大節(jié)省成本的方法。中國計劃利用月球表面的風化層制造月壤磚，探索建造月球基地的新方法。11月15日，中國天舟八號貨運飛船向天宮空間站執(zhí)行了補給任務，貨物中包括“由月球土壤模擬物制成的磚塊”?？茖W家發(fā)現(xiàn)，月球土壤是巖石碎片、礦物粉塵、玻璃顆粒和其他物質(zhì)的混合物，具體成分在月球表面的各個地區(qū)有所不同。中國科學家認為，來自中國東北長白山的火山灰與月球土壤成分接近，因此被用來模擬月球土壤進行試驗。

隨著月球土壤成分的變化，其熔點也在變化。如果處理溫度偏高，有可能使低熔點礦物蒸發(fā)，在材料中留下空隙；而處理溫度偏低，又可能使高熔點礦物無法熔化，從而在月壤磚內(nèi)部形成結構薄弱點。因此，送到天宮空間站的這些月壤磚由五種成分各異的模擬月球土壤的材料制成，采用了三種不同的燒結方法。按照計劃，這些磚塊將被放置在天宮空間站外，暴露在宇宙射線和劇烈的溫度變化中長達3年，以充分評估它們的變化情況，為未來月球基地的建造計劃提供最佳解決方案。

下一步，中國將在2028年的嫦娥八號月球南極登陸任務中攜帶一個機器人，測試利用3D打印技術將月球風化層的土壤制成月壤磚。這將是中國建立國際月球研究站的先導任務，相關工作不僅可以支持月球探測，還可以為未來前往更遙遠的目的地（包括火星）的任務奠定基礎。

人類很早就設想在月球上建立基地，但具體如何操作，在相當長時間里都只停留在規(guī)劃階段。例如冷戰(zhàn)期間美國就設想過在月球背面建立核導彈基地，但當時美國沒有能力也沒有相應的技術能夠在月球建立可以長期居住的基地。1962年，NASA高級項目經(jīng)理約翰·德尼克等人提出設想，在“阿波羅11號”的登陸點建立地下基地，但這些設計全都停留在紙面階段。美國最初計劃建立月球基地時只準備了60億美元，而現(xiàn)實中為實現(xiàn)載人登月的“阿波羅”計劃就耗資240億美元。

建立月球基地的第一個難題是選址，因為月球沒有大氣和磁場的防護，月球基地的建筑物必須能夠抵抗強宇宙輻射的長期照射以及小型隕石的撞擊。同時，月球溫差極大，再加上月震頻發(fā)，月球基地的建筑還必須具備極好的保暖和抗震能力。為解決這些難題，各國航天機構提出了兩種思路：一種是在月球基地的建筑物外部堆砌厚重的保護層，另一種是利用月球表面的自然條件，如懸崖、峽谷、山洞和熔巖洞窟等作為月球基地的天然掩體。

在近年興起的新一輪月球探測熱潮中，3D打印技術與原位建造技術的結合，將使建造月球基地時可以就地取材，大幅減少從地球運送到月球表面的物資總量。月壤成分中包括大量的二氧化硅和氧化鋁，含量均達到普通建設陶瓷的要求，理論上可以用微波燒結法加工成塊；或者用于制造玻璃纖維，作為3D打印的原料。華中科技大學提出的“月壺尊”設計方案，將中國傳統(tǒng)磚砌的建造方式與3D打印建造方式結合，采用整體預制拼裝、局部打印連接的方式，設計建造月面基地。這種設計的優(yōu)點是可以在月球上就地取材，直接利用月壤、太陽能、礦產(chǎn)等月面原位資源，無須再從地球上運輸預制建筑構件。