重返月球：月球新基地将如何运作
太空企业家Robert Bigelow（左）与Bigelow Aerospace首席工程师之一Eric Haakonstad讨论公司月球基地的布局计划。
距离人们上一次登上月球已经近40年了，但返回地球最近的邻居以及在月球土壤上建立永久载人存在的势头正在增强。
月球上有大量的水冰，以及许多其他可能有用的化合物。这些资源理论上可以支持载人月球基地，这些基地可以作为进一步探索太阳系的集结地，也可以作为火星前哨基地的试验场。
但是，如果我们真的建立了月球基地，它们会是什么样子？“它们将如何运作”美国国家航空航天局的科学家们一直在研究这些问题，私营部门的人们也看到了在月球寒冷的表面上可以赚很多钱。
只要说，未来的任何行动都将与过去的月球任务大不相同。毕竟，1969年7月，第一批登上月球的人类——阿波罗11号宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林——在月球表面只呆了21个小时。1972年，最后一批登上月球的人——阿波罗17号的尤金·塞尔南和哈里森·施密特——只停留了三天多。
另一方面，21世纪的月球基地预计将一次运行数月或数年。
美国国家航空航天局的愿景：移动机器人车队
随着去年前往月球的星座计划的取消，美国国家航空航天局的重点已经从返回月球转向访问小行星和火星。
但该机构仍在充实月球基地的计划，这将是机器人和人类之间的合作。将其称为基地可能会产生误导，因为整个企业都是移动的。
位于休斯顿的美国国家航空航天局约翰逊航天中心负责月球表面系统的副项目经理马特·伦纳德说，这个想法是将机器人和宇航员一起送上月球——起初，很可能是去月球南极附近的沙克尔顿陨石坑。
伦纳德说，与其他月球目的地相比，前往两极所需的燃料更少，沙克尔顿及其周围地区——一个12英里宽（20公里宽）的陨石坑，其底部永远笼罩在阴影中——看起来有很多水冰。
伦纳德说，最初的几名人类宇航员将在沙克尔顿停留一周，然后是几周，然后一个月，逐渐在那里建立存在，进行研究，并获得如何在月球上生活和工作的知识。
帮助这些船员的机器人可能包括176磅（80公斤）的K10侦察车，以及全地形、六肢、地外探险家（ATHLETE）——一种六条腿的重型货运车。太空探索车（SEV），阿波罗旧“月球车”的更新版本，也将参与其中。
宇航员将乘坐SEV四处行驶，SEV由空气加压，这意味着他们可以坐在里面，而不必穿着笨重的宇航服。SEV具有可枢转的轮子，使其能够侧向移动以及前后移动。与露天月球车不同的是，SEV通过厚屏蔽保护免受辐射。
在几次载人任务来来往往后，这些机器将独自从沙克尔顿出发，前往约81英里（130公里）外的马拉珀特山脊。
伦纳德说，地球上的工程师将驾驶机器人，尽管这些机器将足够聪明，至少在一定程度上可以选择自己的道路。
伦纳德在接受太空网采访时表示：“我们可能会留下一些科学传感器，但在大多数情况下，我们会随身携带一切。”运动员们将携带大量的货物，如宇航员的生活和工作区，以及重型设备。
在机器人车队出发大约六个月后，另一名宇航员将在马拉珀特与它会面，循环将再次开始。机器人将在月球南半部周围移动，为宇航员做侦察和科学调查工作，宇航员将在不同的地点与他们会合。
伦纳德说：“我们只是不断地跳到有趣的网站。”“我们会努力向赤道前进。”
移动基地的基础知识
当宇航员绕月飞行时，他们将在栖息地模块中生活和工作。据美国国家航空航天局官员称，目前此类宿舍的设计是一个约16英尺（5米）宽、11英尺（3.3米）高的刚性圆柱形结构。这些模块可以连接在一起，形成大型的、相互连接的综合体。
美国国家航空航天局也在考虑充气式栖息地模块，这种模块可以非常紧密地装在运载火箭上，但在太空或月球表面会大大膨胀，可能会为宇航员提供更多的空间。伦纳德说，该机构计划今年在亚利桑那州沙漠进行的年度系列实地试验“沙漠老鼠”中测试一种混合模块——一种顶部有充气结构的刚性模块。
由于月球几乎没有大气层，月球表面经常受到危险水平的辐射。伦纳德说，为了保护宇航员，栖息地模块可能被放置在地下的熔岩管中或埋在月球土壤中。
月球上的泥土也将在其他方面帮助宇航员生存。宇航员可以将水从水中烘烤出来，并从水中分离出氢气和氧气。这两种材料是火箭推进剂的主要成分，使月球居民能够为回家或前往火星的旅行提供燃料。
月球土壤也含有许多其他物质，比如硅。因此，宇航员甚至可以开始利用当地资源在月球上建造太阳能电池板等东西。
伦纳德说，这种自给自足的水平还需要几年的时间。
他说：“在最初的八年里，我们会带上我们需要的所有物流。”“但我们会立即拆除这些生产工厂。一旦它们投入运行，我们的物流列车就会小得多，我们可以做更多的探索。”
伦纳德说，目前，美国国家航空航天局正计划用太阳能为这些潜在基地的大部分供电。然而，该机构的科学家也在寻找燃料电池和核能等具有明确优势的替代品。
伦纳德说：“很明显，核能会使你的感光度大大降低。”“如果我们朝着这个方向前进，我们可能会以不同的方式安排我们的任务。”
私营部门：采矿基地
美国国家航空航天局的移动基地将是研究行动。但一些人希望建立月球前哨基地来赚钱。
例如，沙克尔顿能源公司希望开采月球的水冰，并将其转化为火箭燃料。沙克尔顿能源公司成立于2007年，将出售近地轨道燃料站的推进剂。
美国证券交易委员会创始人比尔·斯通表示，由于宇宙飞船在从地球起飞时会燃烧大量燃料，让它们在轨道上加满可能会引发太空旅行和发现的巨大浪潮。斯通补充道，从月球提供加油站是有意义的，因为从月球向低地球轨道发射东西比从地球发射便宜大约15倍。
“在我们看来，月球是一块垫脚石，”斯通告诉太空网。“我们从那里提取的东西将有助于探索太阳系内部。”
SEC的采矿基地可能位于月球的一个或两个两极，在过去的几十亿年里，这些陨石坑的寒冷深度已经捕获了大量的水。也许像Cabeus这样的陨石坑，那里的水冰占月球尘埃重量的5.6%。
与美国国家航空航天局的前哨基地一样，美国证交会的基地将严重依赖机器。
斯通说：“这将是一项人工操作，主要是机器人操作。”
斯通说，这些机器人将包括侦察车，很可能是以美国国家航空航天局的经验和技术为指导开发的。更重的机械将进行水冰提取，这基本上包括加热，然后将月球土壤放回原位。
斯通表示，六到八个人可能会监督任何一个地点的采矿作业。最初，这些工作人员可能需要呆一年，但未来的基地居民可能会签约六个月。这些船员将生活在充气式栖息地模块中。
由人类照料的机器人将完成水冰开采、运输和加工成燃料的大部分工作。斯通说，处理步骤将在近地轨道进行，在那里，大量的水将被转化为火箭推进剂。
与美国国家航空航天局不同的是，美国证交会绝对专注于其能源。
“我们必须拥有核能，”美国证券交易委员会主席戴尔·蒂茨说。太阳能无法解决这个问题，因为该公司需要在温度低至零下396华氏度（零下238摄氏度）的黑暗坑底及其周围进行广泛的工作。
Tietz告诉太空网，这些漫游者将由放射性同位素热电发电机提供动力。RTG将钚等放射性物质衰变产生的热量转化为电能。Tietz表示，为了保持栖息地模块的温暖并为其工业运营提供动力，SEC将依靠核反应堆。
即将推出'
斯通表示，美国证券交易委员会已经收到了投资者的大量兴趣，并正在稳步取得进展。斯通补充道，该公司打算在四年内向两极派遣机器人侦察任务，此后不久将在近地轨道上销售推进剂。
“到本世纪末，我们很有可能会启动并运行，”Tietz告诉太空网。
SEC可能不是10年左右唯一一家在月球上运营的私营企业。毕格罗航空航天公司也在考虑建立月球基地。斯通说，毕格罗设计和建造充气太空栖息地，美国证券交易委员会很可能会从毕格罗那里获得其模块。
毕格罗已经在太空中部署了两个充气模块原型，去年该公司与六位有兴趣使用这些结构的客户签署了协议
对于一个可能的月球基地，毕格罗设想使用其BA-330模块，之所以如此命名，是因为它们提供了330立方米的可用内部体积。其中一些，连同推进罐和动力装置，将在太空中连接在一起，然后飞到月球表面。
为了防止微流星体撞击、极端高温和辐射，在栖息地堆积一些月球污垢后，客户可以搬进现成的月球基地，随心所欲地使用它。
该公司创始人Robert Bigelow表示：“我们已经对其进行了五六年的部分设计。”“从各个方面来看，这看起来都非常可行。”
毕格罗说，他认为私营部门可能在未来十年初让人们重返月球。如果发生这种情况，这可能是更大事情的前奏。
毕格罗告诉太空网：“我们可以把月球作为探路者。”“这是让我们为火星沾湿双脚的完美地面。”