月球上的充气城堡：充气栖息地是月球基地开始的最好方式 _月球基地

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在未来的十年里，全世界多个航天机构将自阿波罗时代以来首次将宇航员送上月球。除了美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）、中国和俄罗斯航天局（Roscosmos）之外， SpaceX 和 Blue Origin 等商业太空实体也希望在发展自己的私人企业的同时，开展支持人类探索的常规任务。随着时间的推移，这项活动可能会引发永久性基础设施的建立、人类的定期存在，以及月球经济的出现。然而，关于人类将如何在月球条件下生活以及需要什么类型的设施，仍然存在许多问题。

为此，奥地利的充气结构专家 Pneumocell 最近进行了一项研究，以确定轻量级预制结构是否是一个合适的选择。根据这项研究，一系列甜甜圈形状的充气结构，可以以较低的成本被运送到月球，然后在那里充气。这些栖息地将部分埋在月球风化层下，周围有太阳能反射镜，可以将阳光直接射入它们的温室。这种“充气月球居所”为在月球上建立立足点提供了一种经济实惠、高度自给自足的方式。
这项研究由 Pneumocell 公司首席执行官托马斯·赫齐格（Thomas Herzig）领导，他是一位奥地利建筑师，擅长为极端环境设计自给自足的栖息地。加入研究团队的还有匈牙利德布勒森大学的实验物理学家加博尔·比哈里（Gabor Bihari）和奥地利科学院（OeAW）的研究员诺伯特·科尔梅（Norbert K?mle）博士。该研究是在 Pneumocell 公司向欧洲航天局 (ESA) 的开放空间创新平台（OSIP）提交“充气月球栖息地”的想法后，于 2021 年至 2022 年进行的。
这项研究得到了欧空局“发现与准备”项目的支持，该项目对新任务概念进行设计可行性研究，并帮助欧空局制定探索战略。这项研究的目标是开发一个可以利用月球资源的月球栖息地的设计，即原地资源利用（ISRU），并实现自给自足。这一概念可归结为三个主要步骤，包括：

预制超轻型充气结构。
在结构上覆盖一层风化层以有效抵御极端温度、陨石和宇宙辐射。
利用“向日葵”镜子将阳光直接射入温室。在黑暗时期，电力由电池和/或燃料电池提供。

这些预制结构将被运送到月球着陆点，在那里它们将被充气并覆盖在4到5米的疏松风化层中。在每个栖息地的上方，将竖立起一个桁架，以容纳一个设计用来跟随太阳穿过天空的反射膜。镜子本身由镀银的卡普顿（Kapton）组成，这是一种聚酰亚胺薄膜，能够承受极端温度和振动。这些阳光直射到栖息地，锥形镜子将阳光反射到周围的温室中。
到达那里
预制结构的轻质和模块化结构，使其运输到月球非常划算。在此基础上， Pneumocell 公司首席执行官托马斯·赫齐格和他的同事们分析了模块和宇航员可能的运输方式（基于现有或计划中的航天器）。虽然它们表明， SpaceX 的星际飞船将能够将所有必要的组件运送到月球，但发射服务也可以由阿丽亚娜-64这样的小型火箭提供。阿丽亚娜-64是阿丽亚娜6号的改进版，有四个固体火箭助推器。

这将与欧洲大型后勤着陆器（EL3）配对，这是一个计划中的飞行器，旨在完成欧洲航天局提出的多种类型的月球任务。他们还表示，实现充气月球栖息地不需要月球门户，尽管它可能是任务的一部分。目前，美国宇航局计划在2024年之前将“门户”的核心部件 —— 动力和推进元件（PPE）以及“栖息地和后勤前站”（HALO）—— 送往月球，并与SpaceX公司签订了合同，由其提供猎鹰重型火箭的发射服务。
栖息地选址
当然，地点选择必须在任何任务发射前进行。因此，托马斯·赫齐格和他的同事们首先考虑的是月球两极附近的最佳地点。这项研究使用了美国宇航局月球勘测轨道飞行器（LRO）的数据，以及基于以前月球地质研究的照明模型（Glaser et al. 2015、2018）。他们确定了两个最佳位置，即南极附近沙克尔顿（Shackleton）陨石坑和德格拉什（de Gerlache）陨石坑之间的 C1“连接脊” ，以及北极附近欣谢尔伍德（Hinshelwood）陨石坑边缘附近的 H0 区域。