--- id: "29692146" type: answer title: "对月球进行什么改造才能在月球生活？" url: http://www.zhihu.com/api/v4/answers/29692146 created: 2014-08-25T14:27:56.000Z updated: 2014-12-30T13:41:45.000Z voteup_count: 0 comment_count: 160 --- # 对月球进行什么改造才能在月球生活？ 多么好高骛远的问题，我喜欢！ 20世纪60、70年代，美国曾有巨大的动力去探索月球，但随着对手的衰落，这种动力快速衰减。至今人类已经40多年没再踏上月球，当年意气风发的登月宇航员，现在已经是垂垂老者。 从长远看，未来100年内，人类一定会重返月球，并长期定居。 尽管现在还是缺少足够的动力，但我们的想象力并不会受到约束，改造月球可以先从意淫开始！ 无所谓对错，好玩就行^\_^ 先简单了解一下月球表面，下面深色区域是月海，是比较平坦的平原。 ![](../images/39205d1645ecb20b6ff8616ead6df4dc8bcf69732e7e3f4719d27302185c865a.jpg) ![](../images/39205d1645ecb20b6ff8616ead6df4dc8bcf69732e7e3f4719d27302185c865a.jpg) 图片出自 [香港天文馆](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/largepic.cgi%3Ffilename%3DFAQ/moon/Image/16_1.jpg%26title%3D) 最大的月海是西边的风暴洋，最美的月海是西北方的虹湾，自虹湾向东还有雨海、澄海、静海、丰富海等。 你能在上图找到这些海吗？陪女神赏月时别忘了用上！ **第一阶段：月球工程化时代** **月球表面改造** 提到月面改造，第一个反应是代价高昂，因为地球到月球的运输成本极高，改造的工程量极为浩大，花费的经费绝对是天文数字。 但如果换个思路，可能就没这么难了。例如为了降低成本，可以尽量减少地球到月球运输，直接在月球表面完成设备制造。打过星际争霸的人都知道，一个兵就可以建立起一个庞大的基地。 就像人是从一粒受精卵开始成长，病毒侵入人体也是从一个病毒开始，改造月球也可以从一个**可自复制的机器人**开始，通过不断复制来成长为更复杂的机器人群体。 只要可以复制，借助太阳能和月球的矿产，机器人数量就可以实现指数型迅猛增长。 ![](../images/3416a0815e0aa57864b26c5c90bbe6b5a83c564a955733a4675f8a3a110510d0.jpg) ![](../images/3416a0815e0aa57864b26c5c90bbe6b5a83c564a955733a4675f8a3a110510d0.jpg) [用3D打印在月球上盖房子](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.myfangwu.com/content.php%3Faid%3D925) 借助机器人、机器人工厂、3D打印等技术对月球表面进行自动化的改造. 人类负责提供需求、设计、算法，机器人则负责建造实现，逐渐把各种交通网络、能源阵列、生物农场、生活容器从点到面的建立起来。 ![](../images/4ced848adeab11d78647cde6cd70ac5c351c9b21e21c655aae2b8e0d0a7b0f17.jpg) ![](../images/4ced848adeab11d78647cde6cd70ac5c351c9b21e21c655aae2b8e0d0a7b0f17.jpg) [Colonization of the Moon](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_the_Moon) 注意上图长长的直线管道，那是电磁弹射装置。 **月球电磁弹射** 电磁弹射系统Magnetic Levitation (MagLev) System的原理和 [粒子加速器](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//zh.wikipedia.org/zh-cn/%25E7%25B2%2592%25E5%25AD%2590%25E5%258A%25A0%25E9%2580%259F%25E5%2599%25A8) 相似，只是加速器加速的是微观尺度的物质，弹射器要加速的是宏观尺度的货物和人。下图是用环形电磁轨道在地球发射卫星的概念想象图。 ![](../images/1bd81aaca838ff8e811d4fdbdc8fe5792b59e0af474eb79614f722827b278dd2.jpg) ![](../images/1bd81aaca838ff8e811d4fdbdc8fe5792b59e0af474eb79614f722827b278dd2.jpg) [Satellite Launch Ring: LaunchPoint Technologies](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.launchpnt.com/portfolio/aerospace/satellite-launch-ring/) 发射卫星或货物是可以用环形轨道是的，但是运送人却不行。因为环形轨道产生的离心力巨大，人体承受不了，只能使用直线轨道。 美国航天局已经在实验小规模的电磁弹射系统发射航天器。 ![](../images/4aa0e5c5b16e1eaac252791ab854a7ed8550dbdc178ff3eaf67ed60191212058.jpg) ![](../images/4aa0e5c5b16e1eaac252791ab854a7ed8550dbdc178ff3eaf67ed60191212058.jpg) [NASA - Emerging Technologies May Fuel Revolutionary Launcher](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.nasa.gov/topics/technology/features/horizontallaunch.html) 电磁弹射系统节能环保，最重要的是可以重复使用，随着发射次数的增加产生规模经济效应，每次发射的成本会逐步降低。 因为月球没有大气，只要达到每秒2.4公里就可以脱离月球，所以在月球上最适合通过电磁弹射轨道的方式发射飞船。 ![](../images/9c9228907b7242cbe20fe7b801151e784fbd5c067376e7aefcbac2d0bccecb7e.jpg) ![](../images/9c9228907b7242cbe20fe7b801151e784fbd5c067376e7aefcbac2d0bccecb7e.jpg) [Lunar mass driver: Why we should build a space gun on the Moon](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.spaceanswers.com/futuretech/lunar-mass-driver-why-we-should-build-a-space-gun-on-the-moon/) 下图是在火星上建设的电磁弹射装置 ![](../images/599d95e316ffd1a6f31bfe200a402333b3c2246c0bd3d27dbbdb3b7dfa0c03fa.jpg) ![](../images/599d95e316ffd1a6f31bfe200a402333b3c2246c0bd3d27dbbdb3b7dfa0c03fa.jpg) [http://www.startram.com/](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.startram.com/) 下图是建设环绕月球的太阳能发电阵列，中间的白色直线就是电磁弹射轨道。太阳能发电阵列可以为电磁弹射系统提供充足的动力。 ![](../images/3a5f5d378acf838b150e349fedd1e96c58d48f7840d46912474720a011dd5168.jpg) ![](../images/3a5f5d378acf838b150e349fedd1e96c58d48f7840d46912474720a011dd5168.jpg) [How to Turn the Moon Into a Giant Space Solar Power Hub](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.space.com/23810-moon-luna-belt-solar-power-idea.html) **环形山改造** ![](../images/820e5a56516720faa5b88ac06218cccdeeb0dd4b78d205bf95ee0a98858b29d3.jpg) ![](../images/820e5a56516720faa5b88ac06218cccdeeb0dd4b78d205bf95ee0a98858b29d3.jpg) 利用环形山的洼地地形特点，改造成大型容器。例如人造湖泊。 当然这个湖泊上面肯定有个盖子，来维持水的液态。 ![](../images/35478f72661ee6013d7e49b3fb8baf80b5ce578c996dfe6e4db21c298513687e.jpg) ![](../images/35478f72661ee6013d7e49b3fb8baf80b5ce578c996dfe6e4db21c298513687e.jpg) [http://visions2200.com/SpaceLunaHabitations.html](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//visions2200.com/SpaceLunaHabitations.html) 建立封闭的大型生态圈 ![](../images/88ff33a5eaac089ce49de03e0cfee2451794acc1621fd9006630b2f7eaed6fe8.jpg) ![](../images/88ff33a5eaac089ce49de03e0cfee2451794acc1621fd9006630b2f7eaed6fe8.jpg) [全球首个月球基地模型披露 可能选址地下](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//scholarsupdate.hi2net.com/news.asp%3FNewsID%3D2146) 或是改造为人类定居点 ![](../images/469c4a0bd46e36051a32eaf49a3f07fd573537cec8c4d9fb5da1bbfc1fb55b76.jpg) ![](../images/469c4a0bd46e36051a32eaf49a3f07fd573537cec8c4d9fb5da1bbfc1fb55b76.jpg) [Shackleton Dome: Is a Domed Lunar City Possible?](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.nss.org/settlement/moon/shackleton.html) ![](../images/e98280abfbc00042186c2347b931aac975b8e686d4558850e26838909e281a9f.jpg) ![](../images/e98280abfbc00042186c2347b931aac975b8e686d4558850e26838909e281a9f.jpg) 坐在里面看的样子 ![](../images/9ff5fca59077edb06d4b1ffc1f421e70939599a95a9efc91709074003c6306b9.jpg) ![](../images/9ff5fca59077edb06d4b1ffc1f421e70939599a95a9efc91709074003c6306b9.jpg) [A Domed Crater Is Home To A Lunar City by Frieso Hoevelkamp](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//fineartamerica.com/featured/a-domed-crater-is-home-to-a-lunar-city-frieso-hoevelkamp.html) **建立月球都市** 地势越平坦越适合修建道路、生活等设施，因为桥梁、隧道不用建，地面交通成本低。所以在平坦的月海平原上建立人类定居点是成本最低，交通最方便的。 下面的月球地形图可能更清楚一些，蓝色代表表低洼的地带，黄色红色则是山地。 ![](../images/5251ebfc41b661b054415f2fe50f7e4204a5ecdf18c4397e57ffb0a5876c5d5d.jpg) ![](../images/5251ebfc41b661b054415f2fe50f7e4204a5ecdf18c4397e57ffb0a5876c5d5d.jpg) [DREAM predictions for InOMN 2010](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//ssed.gsfc.nasa.gov/dream/InOMN_2010.html) 在月海之间的交接处，一般是交通网的关键节点，例如上图的雨海和澄海交界处，是连接东西和南北要冲。 就像地球上的入海口或海峡一样，在这些点上可以起建立大型都市，例如上海、伊斯坦布尔等。 开始可以只是小型定居点，由大量的生活容器组成。 生活容器可以建造成蜂巢的六边形，根据蜜蜂的仿生学原理，六角形状可以用最少的材料获得最大的空间。如果你观察过聚集在一起的泡沫，很多泡泡就是六边形的。 ![](../images/e16c2aec991f6cca077031cfa2e9da6b02de035f375f517ab1c05a6c05be20d8.jpg) ![](../images/e16c2aec991f6cca077031cfa2e9da6b02de035f375f517ab1c05a6c05be20d8.jpg) [Moon Base Would Lay the Groundwork for Lunar Solar Ring by 2035](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.industrytap.com/moon-base-lay-groundwork-lunar-solar-ring-2035/17158) 随着时间推移，定居点可以发展为大型都市。 ![](../images/274f9b0c19cdaf8382528c14cd336643d6fa35ad4a95b7a5be4622418cb66d2d.jpg) ![](../images/274f9b0c19cdaf8382528c14cd336643d6fa35ad4a95b7a5be4622418cb66d2d.jpg) [Moon City](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.deviantart.com/art/Moon-City-175557158) **陨石防御系统** 月球上没有大气保护，大量陨石会被月球引力吸引，直接砸到月球表面。 短期居住问题不大，长期居住肯定是巨大隐患，从几毫米的微陨石，到数米的大陨石，都是防御的目标。 所以需要卫星观测网和相控阵雷达网，在多个尺度、多个层次，对所有粒度的陨石进行全方位的防御。这是长期居住月球所必不可少的安全设施。 大的陨石需要利用导弹偏移其轨道，类似于战区导弹防御系统。 ![](../images/feb1d119539eae5b5246846ff98f445aed43d3be7267a60434e8ea9ba72ae7d7.jpg) ![](../images/feb1d119539eae5b5246846ff98f445aed43d3be7267a60434e8ea9ba72ae7d7.jpg) [TEN YEARS WITHOUT A MISSILE DEFENSE CONTRACT](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//newseurope.me/2013/02/01/ten-years-without-a-missile-defense-contract/) 小、微陨石则需要激光阵列用多束强激光进行气化，来消解伤害。 这样做的另一个结果是使月球具备了武装防御能力，将来有可能会和地球爆发冲突。 在防御系统建立之前，为了有效躲避陨石、宇宙射线对人的伤害，可以把基地建在地下。 ![](../images/17e796d096988f89256d5bda515a0ecf35ae9cad66321d8f10704a0759c777cf.jpg) ![](../images/17e796d096988f89256d5bda515a0ecf35ae9cad66321d8f10704a0759c777cf.jpg) [http://exonauts.blogspot.com/2011/06/moon-base-adventures-cutaway.html](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//exonauts.blogspot.com/2011/06/moon-base-adventures-cutaway.html) **拉格朗日点空间站** ![](../images/79321899382c0350ecb8aac2cb1f132d7ca64cc3135e865899c334ecac4f9135.jpg) ![](../images/79321899382c0350ecb8aac2cb1f132d7ca64cc3135e865899c334ecac4f9135.jpg) 上面的白线是引力场，那些特殊的点叫做拉格朗日点，利用好这些点可以极大的降低太空运输的成本。 在L1 - L5处，地球和月球之间的重力刚好互相抵消，特别是L1、L2点，可以最低限度的消耗运输所需的燃料。在L1上建立空间站，会成为地月运输的交通枢纽，所以拉格朗日点也是月球的门户，具有极为重要的战略位置。 ![](../images/144074e25657b6fab8322e96514b868cf36c901902f751dc0ef82128b9ae64d5.jpg) ![](../images/144074e25657b6fab8322e96514b868cf36c901902f751dc0ef82128b9ae64d5.jpg) [http://thinkingscifi.wordpress.com/2013/01/22/getting-to-mars/](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//thinkingscifi.wordpress.com/2013/01/22/getting-to-mars/) 如果地球和月球之间真的发生冲突，争夺L1点将是决定性的战役，只要地球占领L1点，月球就会极为被动，丧失了太空优势只能选择投降。 **低重力下的挑战和红利** 问题补充中还有个很好的问题 > 低重力是否会对人的骨骼密度、血液循环等造成影响？ **低重力对骨骼的影响** 我们知道人体骨骼并不是一成不变的，青春期后人们的骨骼还会更新，这叫做骨重建(Bone remodeling)。骨重建是一个动态平衡，一方面是破骨细胞不断溶解和吸收骨质，另一方面是成骨细胞不断生成新的骨骼。青春期时成骨细胞处于优势，骨骼生长，30岁后破骨细胞处于优势，钙质不断流失，到了老年，人们都会有骨质疏松问题，这是一个自然的过程。老人如果发生骨折，恢复的时间会比小孩更长。 下面的视频就是破骨细胞进行骨吸收和成骨细胞进行骨形成的过程。 [![](../images/b340363776833fdc8a52cc99d8d4c357beb28edcd378a2c2abd35cece42c442c.jpg) 成骨细胞和破骨细胞协同进行骨重建的过程 Osteoblasts and Osteoc... http://v.youku.com/v\_show/id\_XNzc5MjIxMjEy.html](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//v.youku.com/v_show/id_XNzc5MjIxMjEy.html) 但是到了太空中，人们发现无重力对成骨细胞有影响，长时间在太空会出现钙质流失，导致骨质疏松。目前的方法是利用药物来抑制破骨细胞，减弱骨吸收的过程。例如我们知道雌性激素对破骨细胞有抑制作用，女性绝经后会出现骨质疏松症，补充雌性激素可以缓解这一过程。 在月球上只有1/6的重力下，人的成骨细胞是否还处于抑制呢？因为没有实验还不好说，有可能会出现两个结果： 月球巨人：低重力使骨骼生长更快，月球新生代出现2米甚至3米的巨人。 月球侏儒：低重力使骨骼生长缓慢，出现不能正常发育的侏儒。 这两个结果哪一个都不好，如果一辈子都要服药也是很痛苦的。 解决方法：近月球空间站 可以在环绕月球的轨道上建设环形空间站，通过旋转来模拟重力。月球人定期前往空间站进行恢复和治疗。 ![](../images/975f237ece32e6f58bbc727125728f8a25973cd67ab65c5da4b8f7d1006e2b12.jpg) ![](../images/975f237ece32e6f58bbc727125728f8a25973cd67ab65c5da4b8f7d1006e2b12.jpg) [KiwiSim • View topic](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.kiwisim.net.nz/phpBB3/viewtopic.php%3Ff%3D1%26t%3D4468) 月球上的人们每天都可以通过电磁弹射系统往返于空间站和月球之间。也许白天在月球上工作，晚上则回到重力正常的空间站休息，来减轻低重力对人体的不良影响。 **人的基因改造** 当然，更彻底的解决方法是对人进行基因改造。但这样逐渐就出现基因和地球人不同的月球人、火星人和太空人，在伦理上还有巨大的问题。 或者有一天，人们通过纳米技术和生物工程改造病毒为纳米机器人，定期对全身进行细胞级的修复，人不再会衰老生病，更不用怕低重力环境的损伤。 **行星际航行时如何避免太空对身心的影响** 人类前往月球需要几天到十几天，前往火星需要近1年的时间，如何减少太空对身体和心理的诸多影响？ 目前比较可行的技术是让人体进入假死一样的休眠状态，就像冬眠的熊等哺乳动物一样，将人的新陈代谢降到最低点。这一技术已经在动物身上取得很好的效果，开始在人体上实验。等该技术成熟后，不需要基因改造，人类太空航行的诸多问题就可以得到有效解决。 在下面的视频中有一个案例： 10年前挪威一名滑雪者困在冰冷的瀑布中2小时，获救时已没有心跳。在所有意义上她都已死亡。7小时后仍没有心跳，但人们救活了她，后来她成了救治她的那家医院的放射科主任。 演讲者Mark Roth解开了减缓人体内代谢活性的秘诀。 [![](../images/1233d2d5aaf07742bb348327b02252d949dd6d58e3553472e72d45da79dd9767.jpg) 马克·罗斯：可控的假死状态 http://v.youku.com/v\_show/id\_XNzkzODc1OTE2.html](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//v.youku.com/v_show/id_XNzkzODc1OTE2.html) 文章写到这，还都是小打小闹的小儿科，下面开始放大招！ **第二阶段：月球生态化时代** 先看问题补充 > 移居月球应该需要做更多的探索和改造，比如说：建立大气层，建立植被，建立生物链等等。 在术语上，这叫**外星环境地球化**，简称 [地球化](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//zh.wikipedia.org/wiki/%25E5%259C%25B0%25E7%2590%2583%25E5%258C%2596) （Terraforming）。 > 是设想中人为改变天体表面环境，使其气候、温度、生态类似地球环境的行星工程。 维基百科里还有更详细的 [解释](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//zh.wikipedia.org/wiki/%25E5%259C%25B0%25E7%2590%2583%25E5%258C%2596) ，这里就不搬运了。 先看一下，如果月球被地球化会变成什么样子？上视频！ [![](../images/46da4b3bc8ad5ed2a7c95e06a5cf4ab90eef047b180ffaa6cb9fcf5f5edb2fbf.jpg) What would a Terraformed Moon Look Like http://v.youku.com/v\_show/id\_XNzYyMjAzNzIw.html](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//v.youku.com/v_show/id_XNzYyMjAzNzIw.html) 看上去是不是很震撼！ 重建地球化的生态圈，看上去很美，但这比月球工程化要困难的多得多。 因为这需要从基因、微生物、细胞的微观尺度，到动植物、地貌和星球的宏观层次上都要做出全方位的改变。 通过基因改造，大量的新物种要出现，特别是人类的全新变种——月球人，他们的诞生将会对人类社会结构产生极为深远的影响。 未完待续 参考资料 [Highway in the sky: The gravitational corridors that could help spacecraft travel the solar system](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1212590/Highway-sky-The-gravitational-corridors-help-spacecraft-travel-solar-system.html)[Gravitational Currents Could Slash Fuel Needed For Space Flight](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//science.slashdot.org/story/09/09/17/1519201/gravitational-currents-could-slash-fuel-needed-for-space-flight) [http://www2.esm.vt.edu/~sdross/papers/JeJuRo\_CNSNS.pdf](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www2.esm.vt.edu/%7Esdross/papers/JeJuRo_CNSNS.pdf) [星际高速公路是真是假?](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//jiangxiaohua01.blog.163.com/blog/static/60002885201072112038301/) [美国绘制太空引力高速路 帮飞船穿越太阳系](https://link.zhihu.com/?target=http%3A//news.dili360.com/xkwx/xkxy/2009/0914/25668.shtml) [知乎原文](http://www.zhihu.com/api/v4/answers/29692146)