20年前在阿波羅11號飛船登月20周年紀(jì)念日上，時任美國總統(tǒng)的喬治・H・W・布什建議美國在月球上建立居留地，并把探索團隊送往火星。然而美國國會對這項提議并不感興趣，也從沒提供資金支持這項計劃。15年后，他的兒子小布什總統(tǒng)提出，美國要在2020重返月球，并把它作為前往火星的跳板。
美國德克薩斯州月球與行星研究所的保羅・斯巴蒂斯(Paul Spudis)是兩個月球軌道器――印度的月船1號和美國宇航局的新月球勘測軌道飛行器(LRO)的小組成員，他表示：“我們將前往月球，研究利用月球資源的方法，以便學(xué)會太空飛行新本領(lǐng)。”
從理論上來說，月球或火星上的材料都可通過加工為宇航員所用，例如它們可以釋放出氧氣供宇航員呼吸，或充當(dāng)燃料。斯巴蒂斯告訴《新科學(xué)家》雜志說：“現(xiàn)在我們還不知道能否利用太空資源，但是我們清楚我們想要前往月球的一個目的，就是查明我們是否可以利用它們?！?/P>
1.美國宇航局已審查十多個設(shè)計方案
美國宇航局已經(jīng)審查了十多個在月球上建設(shè)人類居留地的不同設(shè)計方案。每個設(shè)計方案的最終目標(biāo)都是能在無需補給任務(wù)的情況下，讓4名宇航員在月球上停留180天。這個基地由堅硬的圓柱形登月艙構(gòu)成，每個都將放在月球登陸器的頂部，被送到月球表面。美國宇航局設(shè)想在把補給品送上月球，并實現(xiàn)每年執(zhí)行兩次載人任務(wù)后，于2030年之前建成一個功能齊全的宇航員居留地。但是月球居留地至少要在最初幾年依靠太陽能電池板。太陽能電池板收集的一部分能量會被儲存起來，以備陽光無法利用的時候為該基地提供能量。
2.可利用核反應(yīng)堆供能
在月球上的漫漫長夜，可利用核反應(yīng)堆供能，如果居留地不是位于極地，月球之夜最長可持續(xù)大約14天。這些反應(yīng)堆的產(chǎn)電量是40瓦特，大約足以供30家普通美國家庭使用。反應(yīng)堆上方的黑色面板是散熱器，可用來疏散過剩的熱量。為了防止宇航員受到反應(yīng)堆傷害，這些東西都距離居留地有一段距離，而且周圍被成袋的月球土包圍。其他設(shè)計方案要求把核反應(yīng)堆埋在月球地下。
3.美國宇航局希望設(shè)計一種加壓月球車
為了探索月球表面，美國宇航局希望設(shè)計一種加壓月球車，它可當(dāng)作移動月球居留地。宇航員利用它可在數(shù)周時間內(nèi)持續(xù)探索月球表面，期間無需返回大本營。如果供應(yīng)品補給站分布在道路沿線，這些月球車或許可以離開大本營數(shù)百公里。
4.居留地和月球車將穿上“太空服”
又粘又細(xì)的月球塵土可破壞保護層，它們可能是一大健康隱患。為了解決這個問題，美國宇航局正在考慮給居留地和月球車穿上“太空服”，這樣塵埃就無法進入居留地和月球車內(nèi)部了。這兩件“太空服”是用來裝備加壓月球車的。宇航員從這種服裝的后面進入室內(nèi)，然后利用月球車前去探索月面。
5.巨型六腿機器人可駝?wù)麄€宇航員居留地
月球車和推土機可能并不是唯一在月球表面移動的裝置。一種被稱作ATHLETE的巨型六腿機器人可以用背駝走整個宇航員居留地，它通過蹲伏姿勢，讓居留地的門靠近地面。
未來探索仍有不確定性
小布什總統(tǒng)宣布這項計劃后不久，美國宇航局確定實現(xiàn)重返月球這個目標(biāo)的最好方法，是建設(shè)一個可以確保4名宇航員一次停留180天的居留地。現(xiàn)任總統(tǒng)奧巴馬在2009年初支持一項重返月球計劃，由于他已經(jīng)下令擴大對美國宇航局的人類太空飛行計劃的審查范圍，這些計劃可能還會發(fā)生變動。這次審查預(yù)計將在8月底結(jié)束。
美國宇航局2010年的預(yù)算需求也會導(dǎo)致重返月球的時間表發(fā)生變動。德克薩斯州休斯頓美國宇航局約翰遜航天中心月表系統(tǒng)項目辦公室副主管馬修・倫納德(Matthew Leonard)說：“我們得到的人類重返月球計劃的預(yù)算開支無法維持到2020年?！北M管如此，該局仍在為實現(xiàn)這個目標(biāo)而努力，打算在2021年把第一批宇航員送上月球，并通過把貨物送上月球，且每年實施兩次登月球任務(wù)，在月球上建立居留地。
6.月球探索路線可能從一極到達(dá)另一極
月球車和ATHLETE機器人聯(lián)合在一起后，可以實施持續(xù)時間更長的月球表面探索任務(wù)。在假設(shè)的一項任務(wù)中，整個居留地都能移動，它可以到處移動，在月面進行探索，它的探索路線有可能是從一極到達(dá)另一極。
7. ATHLETE機器人的腿可以延伸
ATHLETE機器人的腿可以延伸，因此宇航員可以利用它把居留地從月球車的頂部移到月球表面。月球車的裝貨區(qū)高大約是6米。但是經(jīng)過特殊設(shè)計的起重機也能用于卸貨。這種拆卸方案涉及到的起重機，可用來把一個居留地模塊從月球車上卸下來，并把它放在多腿ATHLETE機器人上。第二個起重機負(fù)責(zé)把阻隔室放到月面上。
8.充氣結(jié)構(gòu)也可用來建設(shè)月球居留地
用纖維B等柔軟結(jié)實的材料制成的充氣結(jié)構(gòu)也可用來建設(shè)月球居留地。這種超輕建筑物可能更方便發(fā)射升空，但是一旦它們被送到月球表面，組裝起來可能更加費事，因為宇航員必須給它們安裝管道系統(tǒng)、設(shè)備和家具。
9.美國宇航局已審核一種可能性方案
美國宇航局已經(jīng)審核的一種可能性方案，是設(shè)計出可模擬火星旅行的任務(wù)。由于火星距離地球更加遙遠(yuǎn)，因此它上面的居留地的自給自足能力應(yīng)該比為月球設(shè)計的居留地更強，而且質(zhì)量會比月球居留地更大。例如，月球登陸器會根據(jù)這些限制進行設(shè)計：可以攜帶一個宇航員居留地，這個居留地在著陸后可以進行充氣。為了減小體重，月球車可能跟“阿波羅”號使用的月球車一樣，不能加壓。
10. 美國宇航局月表系統(tǒng)項目辦公室
美國宇航局月表系統(tǒng)項目辦公室最青睞的一種設(shè)計方案，把以前的設(shè)計最出彩的地方結(jié)合在了一起。這個居留地的大部分都能移動，但是經(jīng)過幾年奔波后，它們會在一個地方停留下來，組成月球前哨。這個前哨將由太陽能和核反應(yīng)堆供能。圖中月球車上方折疊在一起的黑色長方形就是太陽能電池板。ATHLETE機器人的背上背著一個宇航員居留地，它頂部是一個充氣阻隔室和儲存容器，可用來儲存水或氧氣。這些材料都能在月球風(fēng)化層里提取出來。
月球基地設(shè)計競賽
美國宇航局現(xiàn)在仍在繼續(xù)挑選月球居留地設(shè)計方案。該局的月表系統(tǒng)辦公室已經(jīng)審查了十幾種不同類型的月球基地設(shè)計方案，為2010年年中的評審做準(zhǔn)備。倫納德告訴《新科學(xué)家》雜志說，這項計劃的領(lǐng)先者是“最佳撞擊”方案，它是其他任務(wù)理念最理想部分的完美結(jié)合。
這個方案里的月球登陸器會把居留地、月球車和機器人送上月球，機器人可在太陽能的驅(qū)動下，在這顆地球衛(wèi)星的表面爬行。經(jīng)過多年探索，這個“大部隊”會在一個地方長期駐留。該任務(wù)還會把核反應(yīng)堆送上月球，為月球前哨提供充足的能量。在這項計劃的更長遠(yuǎn)版本中，完整的月球基地將在2028年開始運營。
