“你们的任务是帮助人类成为一个太空航行物种。”
这是2014年8月一次研讨会宣传册的开场白。这次会议汇聚了太空行业及其他领域的顶尖科学家和专业人士，包括基因编辑领域的“特立独行者”乔治·丘奇（George Church）和XPrize基金会的彼得·迪亚曼迪斯（Peter Diamandis）。研讨会的目标是：探索和开发建造月球人类定居点的低成本方案。
宣传册上写道：“你们的任务是让这个‘登月计划’成为现实。”
NASA的宇宙生物学家克里斯·麦凯（Chris McKay）协助组织了这次会议，随后他编辑了《New Space》期刊的特刊，发表了研讨会的研究论文。这些论文今天早上刚刚在线发布，《Popular Science》获得了独家预先发布的机会。这9篇论文共同推动了一个在行星科学界和商业航天界日益增长的理念。论文细节各不相同，但都大致表达了同一个观点：我们*可以*很快地在月球上建立一个永久性有人居住的基地，而且不会耗费巨资。
当然，这不是科学家第一次谈论重返月球。
麦凯表示：“所有先前重返月球计划都失败的原因在于，它们的成本实在太高了。太空计划一直活在预算无限的幻想中，这可以追溯到阿波罗计划。”
将人类首次送上月球的阿波罗计划，按今天的标准计算，将花费1500亿美元。作为参考，NASA在2016年的总预算是193亿美元。
“太空计划一直活在预算无限的幻想中，这可以追溯到阿波罗计划。”
相比之下，《New Space》的论文得出的结论是，我们可以花费100亿美元或更少的资金建立一个小型月球基地，并能在2022年完成。
麦凯说：“最重要的收获是，新的技术，其中一些与太空无关——例如自动驾驶汽车和废物回收马桶——将在太空中发挥巨大的作用，并将月球基地的成本降低到可能很容易实现的程度。”
为什么要去月球？
目前，NASA没有重返月球的计划——而是专注于在2030年代前往火星。但麦凯等人认为，如果我们首先学不会在我们自家的后院露营，就不可能去火星徒步旅行。
这位宇宙生物学家说：“我对月球不感兴趣。对我来说，月球就像一块混凝土球一样枯燥。但是，除非我们首先学会如何在月球上做到这一点，否则我们不会在火星上建立研究基地。月球为火星提供了蓝图。”
月球基地将为测试新的推进系统、栖息地、通信和生命支持系统提供宝贵机会，然后再将这些系统运往火星——而前往火星的旅程需要9个月，而前往月球只需几天。
问题是，NASA倾向于认为自己只能负担前往*月球**或*火星的其中之一。如果麦凯和他的同事们是对的，我们就能负担得起两者兼顾——这只需要一种新的思维方式。
“月球为火星提供了蓝图。”
还有其他原因要去月球。我们只探索了月球表面的一小部分，而一个永久基地肯定会引发一些有趣的研究。
此外，其他国家也在这样做。中国、俄罗斯和欧洲航天局都已表示有兴趣在月球上建立基地。与被甩在后面相比，与其他国家合作建造月球空间站将降低NASA的成本，就像建造国际空间站一样。
私人航天公司也已准备就绪，迫不及待地想重返月球。许多公司希望从月球提取水，并将其分解成氢气和氧气——即火箭燃料——这些燃料可用于为前往火星的航天器加油。月球旅游也可能成为一个热门市场。
麦凯说：“如果私人行业去了，NASA也会去，只是为了建立法治。让NASA最快到达月球的方法就是让别人先去。”
我们该如何实现？
关于建造月球基地的具体战略，取决于你问谁。
许多提案都始于机器人勘探，以勘测永久居住地的理想地点。其中一篇论文提出，类似“月球猫”（MoonCats）（类似于Bobcat，但经过改装用于月球挖掘）的设备可以为着陆坪和栖息地进行场地平整，而其他机器人则负责安装太阳能电池板。
在栖息地模块抵达后，机器人“月球表面骡子”（Lunar Surface Mules）可以帮助安装它们，使其在人类抵达时做好准备。
月球上的人类居住可能会缓慢开始，由一小队宇航员进行几次短期停留。任务会随着时间推移而变得更长、规模更大，最终形成一个永久有人居住的空间站，类似于国际空间站。最终，该空间站可以发展成一个复杂的、多用途的定居点，有数百人及其子女永久居住。
一些团队设想月球空间站作为一个科学基地，而另一些团队则设想它发展成更商业化的东西。
一位团队写道：“一些可能的出口选择包括：来自永久阴影陨石坑的水，来自小行星撞击点处的贵金属，甚至还可以有[氦-3]，它可以为没有污染的地球文明提供数个世纪的能源。随着往返月球的交通变得越来越频繁和便宜，月球旅游市场应该开始出现，并可能成为未来重要的收入来源。”
我们需要哪些技术才能生存？
从基本层面来说，我们已经知道如何在月球上生存，因为人类在国际空间站上已经生活了多年。
一个团队写道：“生命支持系统（PLSS）技术在过去14年中已在国际空间站上得到验证。”他们指的是可以回收空间站上水的生命支持系统，并平衡氧气和二氧化碳的水平。“我们今天已经拥有足够的生命支持技术，可以支持在月球上建立第一个人类定居点的实施。”
有了这些基本要素的保障，该团队估计，按照目前的发射价格，SpaceX每年可为10名乘员提供食物和必需品，花费3.5亿美元或更少。
“自动驾驶汽车和废物回收马桶正在降低月球基地的成本，使其可能很容易实现。”
其他技术也可以被改编以降低月球基地的成本。例如，虚拟现实可以协助规划工作。
3D打印可以取代月球空间站上损坏的小部件，从而降低发射成本。
NASA附属技术时代可能即将结束。麦凯说，与其开发高度专业化（且昂贵）的航天技术，这些技术后来又成为日常产品，不如将日常产品改编用于航天。 “我最喜欢的一个是盖茨基金会的‘重新发明马桶挑战赛’。”该项目鼓励以新的方式处理人类废物，并将其回收成能源、净水和可用于农业的营养物质。
麦凯说：“NASA可能会花费数十亿美元开发一个太空马桶，或者我们可以直接购买盖茨基金会开发的蓝色马桶。”
下一代技术
许多关于负担得起的月球基地的提案都依赖于尚未完全实现的技术。但它们也并非遥不可及。
SpaceX的猎鹰9号火箭应该能够以相当不错的价格将小型有效载荷运送到月球，但需要像猎鹰重型（将于今年晚些时候首次亮相）这样的重型火箭才能将月球栖息地等大型有效载荷运送到月球。其他策略则涉及在轨道上为火箭加油——这项技术尚未经过测试。
Bigelow Aerospace的可充气栖息地是未来月球住所的热门选择。这些柔性居住模块可以折叠起来放入火箭货舱，然后在月球表面像帐篷一样展开。该公司计划今年将该栖息地的测试版本发射到国际空间站。然而，更大的、药丸形状的“BA-330”模块要到2018年才会发射。而且由于Bigelow主要致力于利用这些栖息地在地球轨道上建立商业空间站，其设计可能需要适应月球的环境，因为月球的辐射水平要高得多。
我们应该住在月球的哪里？
根据一篇论文，选择月球房地产时有四个基本因素需要考虑：电力可用性；通信；靠近资源；以及地表机动性。
太阳很可能是未来月球空间站的主要能源来源。麻烦的是，月球大部分地区都有长达354小时（约15天）的“夜晚”。这段时间需要依靠电池供电。相比之下，极地接收的阳光要多得多，夜晚持续时间更接近100小时（4天）。所以第一个月球空间站很可能必须建在极地之一。
与极地相比，月球的近地侧（始终朝向地球）的通信会更容易，但月球或轨道上的中继站应能提供可靠的连接。
幸运的是，极地接收了大量的阳光，因为预计它们的深邃黑暗的陨石坑中含有大量冰冻水。这些水可以被提取出来为月球空间站提供水和氧气，或者用于生产火箭燃料以获利。
“成本越来越低，也许我们甚至不需要考虑让NASA来做这件事。”
虽然月球的南北极接收的光照量相似，但在这次勘测中，北极比南极更胜一筹，因为它拥有更平坦的地形，更容易穿越。
特别地，该论文将佩里陨石坑（Peary crater）的边缘列为开发低成本月球站的最佳地点。雷达和遥感表明，它可能含有水或其他含氢分子，而且其地面相对平坦，便于机器人穿越冰冷深处提取资源。
一些即将到来的任务——包括NASA的“月球手电筒”（Lunar Flashlight）和“冰立方”（IceCube）任务——旨在绘制月球水分布图，这可能有助于进一步优化月球房地产选择。
这会花费多少钱？
总的来说，这些论文中的共识是，NASA可以花费100亿美元建造一个月球基地，每年的维护费用约为20亿美元或更少，这大约与NASA每年用于国际空间站的费用相当。这些估计数字，稍作调整，就可以纳入NASA当前的预算。
而且NASA不必独自承担这笔费用。
麦凯说：“成本越来越低，也许我们甚至不需要考虑让NASA来做这件事。这可能是一家私营公司。”
去年的一项研究估计，如果月球上存在大量的水资源，一个基地可以通过每年产生400亿美元的火箭推进剂来实现收支平衡。
此外，这样的基地有可能在未来十年内投入使用。
要真正实现这一目标，肯定需要比这更长的时间，需要政治变革和技术发展。但麦凯认为，心理障碍是最显著的。
“最大的障碍是让所有人团结起来，并以低成本基地作为起点来构想。如果人们认为这会耗尽预算，那么对话和头脑风暴就会停止。如果我们能改变心态，那么对话就开始了，人们就会开始思考如何让它成为现实。”
