当我们想象未来的永久性人类在月球或火星上的存在时，我们会想到必须克服的巨大技术挑战，正如我们在电影中所描绘的那样。我们想知道：他们会吃什么？他们将如何获得水？氧？活力？他们将如何储存足够的药物，以使地球上的可治愈疾病不会致命？尽管这些都是巨大的挑战，但我们可能并不完全意识到第一个也是最基本任务的规模。只需要停止查看任何建筑项目中涉及的庞大而复杂的设置即可。我们将如何建立这些离地球基地？用什么材料？有什么机器？
在未来几十年中，月亮可能会成为一个繁忙的地方，而有些人的目标是到2050年到达火星。图片：NASA
在月球或火星上建造基地不再只是一个虚构的梦。实际上，近年来，如此众多的项目已经蓬勃发展，尤其是与月球有关，以至于人们可能会认为地球的卫星在未来几十年中可能会成为一个繁忙的地方。NASA的新Artemis计划，旨在在这十年内重返月球 - 该机构承认，2024年的最初目标是无法实现的 - 在Artemis Bass Camp的Lunar South Pole上，将包括基础栖息地和一个可居住的栖息地移动平台：一辆封闭的，加压的车辆，可在营地外进行多天探险。欧洲航天局前总干事约翰·迪特里希·沃纳（Johann-Dietrich W？Rner）多年来一直在推动建造月球村庄的想法。尽管他的努力并未导致正式计划，但其他人已经提出了这个想法来建立月亮村协会。
用有限材料建造的挑战
在成功的昌族月球任务之后，中国也希望获得农历。2021年6月，它与俄罗斯共同提出了一项计划，该计划于2036年建立国际月球研究站（ILRS），邀请其他国家加入，尽管尚不确定最近的全球不稳定将如何影响这些项目。这些提案也得到了许多私人实体的认可。科技大亨杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）和埃隆·马斯克（Elon Musk）通过各自的公司Blue Origin和SpaceX一再表示有兴趣签署月球殖民化，其他组织（例如开放Lunar Foundation和International Moonbase Alliance）也表示兴趣。所有这些都是马斯克雄心勃勃在2050年在火星上建立城市的核心。
Speleologist正在研究地球上的熔岩隧道，因为它们可能与月球或火星上的熔岩隧道相似。图片：ESA/Luca Ricci
雄心勃勃的野心，但据说将一块砖运送到火星将花费约200万美元。虽然目前尚不清楚该计算来自何处，但基于实际太空任务的其他估计表明，仅向低地轨道向低地轨道发射一公斤有效载荷的成本可能超过$ 20,000。因此，似乎可以肯定会派出水泥的自卸车。大型预制结构；即使科幻电影向我们展示了大型off Word Stations，但不乏商店或餐馆的大型offlld Stations，但到达另一个世界的起重机和推土机是不可能的。因此，所有关于off World Construction的研究和建议都具有与咒语相同的鼓舞人心的原则：原位资源利用（ISRU）。换句话说，将自己尽可能地限制在已经存在的地方。
“我们不能建立地球和火星之间的供应链，类似于我们这里的供应链，因此我们需要在极度资源受限的环境中找到生成材料的方法，”新加坡生物风格的材料科学家Javier Fernandez技术与设计大学告诉OpenMind。缺乏资源只能通过人类创造力来解决。这就是为什么这是一个用于多学科研究的肥沃领域，它将化学家，地质学家，地质学家，工程师，建筑师，设计师，行星科学家，生物学家，技术人员，技术人员，技术人员和其他专家的知识汇集在一起。尽管我们仍然没有确定的解决方案来克服其他世界的第一个主要绊脚石，但人类创造力已经产生了一些令人惊讶的想法。
从火星洞穴到充气建筑
最直接的建议是最明显的：利用自然已经为我们建立的栖息地。火星的火山过去以及陨石对月球和红色星球的影响产生了类似地球的熔岩管，天然洞穴，可以提供Prêt-à-porter避难所。这些洞穴还具有其他重大优势：它们的地下位置将保护乘员免受宇宙和太阳辐射的侵害（对地球外生命最大的威胁之一），以及可能的陨石，并保持稳定的温度约为-20°C并提供容易的量。获取地下矿产资源，并可能冷冻水。更重要的是，如果生命存在或曾经存在于火星上，那么在这些洞穴中可能会发现证据。
月球和火星探针的观察结果检测到了这些熔岩管的存在，由于月球和火星的重力较低，它们的大小可能达到巨大的大小。一项2020年的研究估计，这些管子的大小可以容纳小城市，天花板高于地球上最高的摩天大楼。ESA一直在通过其洞穴和Pangea计划在金丝雀兰萨罗特岛上的这种地形训练其宇航员，并正在促进针对未来探索月球洞穴的项目。但是，这并不是一件容易的事：除了难以进入和探索此类洞穴之外，帕多亚大学（意大利）的地球科学家Riccardo Pozzobon研究了现场科学，还告诉Live Sciext，使使用充气栖息地危险。
NASA正在开发充气模块，该模块能够防止未来对月球任务的辐射。图片：NASA/Jeff Caplan
最初用于空间站的充气模块是创建未来的月球或火星基地经常考虑的选择之一。酒店经营者罗伯特·比格洛（Robert Bigelow）拥有的比格洛航空航天公司（Bigelow Aerospace）的作品在2016年将其模块之一附加到国际空间站，值得一提。该公司为充气月球基地开发了一个设计，但在Covid-19-19大流行的初几周里放弃了整个员工，仍然没有关于其未来的消息。但是，任何针对此或任何其他类型的表面栖息地的设计都需要额外的厚屏蔽，以保护宇航员免受危险的辐射。
但是，根据ISRU的哲学，最吸引人的选择无疑是将月球或火星用作建筑材料的岩石（宽松的土壤）。自1985年以来，当研究人员开始研究使用月球底物使月球或月经的使用时，使用人工岩石模拟了Lunar或Martian Regolith（例如，来自NASA的Johnson Space Johnson Space JSC），已使用人工岩石进行了无数的建议，无数的提案已被测试。中心）。伊格纳斯·卡萨诺瓦（Ignasi Casanova）是Catalunya大学的地球化学家，能源技术研究所（INTE）的主任，他向Open -Mind解释说，Lunar Regolith的问题是，氧化钙（CAO）（CAO）的问题很低（CAO），这是水泥的重要组成部分。此外，由于明显的原因，必须避免使用水。Casanova说：“虽然不是不可能的，但从月球材料中制造水泥，因为其中一些包含大量的所有必要的化学元素，需要大量能量。”因此，研究人员正在探索诸如用熔融硫代替水或通过激光或阳光聚焦在大型镜头的激光或阳光通过烧结（通过压力或热量压实）来取代水的选择，根据卡萨诺瓦的说法，这一过程“仍然远非有效”。
用3D技术打印月亮基地
巧妙的研究人员提出了创建复合材料的想法，可以在殖民者范围内用生物学起源的粘合剂或增塑剂来补充岩石石，从而避免了对复杂过程和进口成分的需求。一个建议是使用尿素（一种尿液，汗水和眼泪）的尿素，或者是人类血液中蛋白质的白蛋白。哈维尔·费尔南德斯（Javier Fernandez）从新加坡技术与设计大学（University of Sechnology of Design）进行了测试，它正在测试一种火星生物，它利用几丁质是地球上第二大最丰富的生物聚合物，其纤维素仅次于纤维素，其中包括在包括昆虫在内的无数生物体中，该昆虫可以在火星栖息地中繁殖。
根据费尔南德斯（Fernández）的说法，几丁质将是人类产生的有机废物的副产品，因为它对我们没有营养价值，因此它将在可持续的，循环系统中以最小的浪费纳入火星栖息地的生态周期。他说：“要构建固体物体，我们模仿了甲壳类动物将矿物融合到几丁质结构中的方式。”他指出，不仅可以使用Biolith来构建基础架构，还可以使用3D打印来制造组件，备件和工具。
3D打印是正在研究的补充技术之一，用于应用于地球外建筑物的建设，例如Foster and Partners开发的该模块。图片：寄养和合作伙伴
3D打印或添加剂制造是大部分建议是作为未来off Word Bases的构造方法的关键技术。扩展机械的扩展已经允许该系统应用于地球上的建筑。欧洲机构的材料工程师Laurent Pambaguian告诉OpenMind：“ ESA一直在开创使用3D打印技术来建造月球基地。”ESA使用3D打印的第一个项目与建筑公司Foster + Partners合作，由一个模块组成，该模块附着一个可充气圆顶的模块，并在其上打印了厚厚的Regolith层。ESA还与各个机构合作参与了其他项目。NASA还通过其3D打印的栖息地挑战赛探索了这一概念。
“挑战很多，包括收集和处理雷果地的手段，可用的东西和必须从地球带来的东西之间的份额以及如何消除废物，”他向其添加了建筑，扩展，扩张，维护，能源，资源等。这些想法并不止于那里：还提出了由冰甚至蘑菇制成的建筑物。人类的创造力无限，但是从这里到月球或火星，前方的旅程仍然很长。卡萨诺瓦总结说：“我认为，很明显，我们必须学习。”
哈维尔·亚纳斯（Javier Yanes）
@yanes68？