太空站内景示意图

 一、在太空搭建空间站

我们将借助正在建造的美国重型火箭SLS将空间站的不同部件送入太空。首先，在2020年前后发射推进舱，随后发射生活舱、实验舱、服务舱……我们将这些部件置于通向月球轨道的转移轨道，在那里以对接的方式将部件组装成整体。尽管我们已经使用了这一技术成功组装、补给、维护国际空间站以及轮替宇航员，但要在月球周边进行相关操作仍是一大考验。“月球轨道相对特殊”，法国航天航空研究中心运载火箭项目主任热拉尔·奥尔多诺指出，“月球轨道并不在地月面上，这会加大导航和操控的难度。”换言之，来自地球的部件和空间站的运动轨迹并不在同一平面上……因此，我们需要额外能量同步它们的轨迹和对接速度。而我们还从未在此条件下尝试如此精确的操作。

二、物资补给

我们将向空间站派遣4名宇航员。他们需要氧气、水、食物和服装……“每人每天大概需要7千克物资，4人每年共计约10吨物资。”贝尔纳多·帕蒂估算道，“对于国际空间站，这不难，但对于月球空间站，特殊补给将是一大考验。”“我们无法像为国际空间站那样每月为它进行补给，这将带来沉重的经济负担。”弗朗索瓦·斯皮艾略坦言。因此我们必须建立闭环，在“生命保障”方向做出更大努力，例如，尝试在空间站循环利用空气和废水。为此，一项新技术自今年夏天起，在国际空间站被投入测试：空中客车公司为ESA研发的这一“高级闭环系统”能吸收二氧化碳、净化空气。随后二氧化碳会和氢气反应，生成水和甲烷。而水，既可直接使用，也可电解成氧气。Air bus方面认为：“这套系统能够节省来自地球的物资。”如果得到验证，ACLS将成为ESA对整个计划的又一贡献。物资补给的另一挑战在于，必须预防微生物感染：因为失重和密闭环境都有利于部分细菌繁殖。

三、推进器

空间站将被送入一条被称为“光晕”的晕轮轨道，其近点距离月球1000千米，远点距离月球20000千米。然而为了完成多项任务，它还必须具备变轨能力。对于如此庞大的航天器，这种能力史无前例：月球空间站虽小于一直驻留同一轨道的国际空间站，但它依然重达数百吨，因此必须装备强大的推进系统。NASA也坦承：“这是亟待攻克的一大难题。”因为运载火箭的化学推进器需要成吨的推进剂，而将它们送入月球轨道的成本十分惊人。于是NASA选择了另一方案：发射卫星常用的太阳能电力推进器，这是一种可以电离氙分子、借助电场将它们加速并喷射的霍尔效应发动机。“完成同一操作，使用电力推进器只需消耗十分之一气体，因此能够节省火箭的载荷。”ONERA的推进器专家丹尼斯·帕肯分析道。

四、辐射防护罩

在太空里，器材和宇航员都暴露于辐射之中。若是暴露过度，甚至会致命。当毫无征兆的太阳磁暴发生时，辐射将增加1000倍甚至10000倍。好在国际空间站不仅受到“天然护盾”地球磁场的保护，如果发生强烈磁暴，宇航员还能躲进俄罗斯“联盟”号飞船，借助它厚实的防热盾（用于重返大气层）躲避辐射。然而月球周边没有磁场，我们只得另寻他法。“月球空间站受到的辐射与前往火星一路上受到的相当。”ONERA太空辐射环境研究室主任塞巴斯蒂安·布尔达里指出。针对器材保护，我们自有解决办法。“防护罩会增加设备的重量，因此我们倾向借助计算机软件进行验算和控制：器材出问题之前，我们就会发现异常。即便辐射很强，这种方式依然行之有效。”布尔达里补充道。然而为了保护宇航员，我们只得借助厚重的防护罩吸收射线。辐射的种类很多，每种辐射都需要相应材料对其进行吸收；铝、水、铅……此外，粒子撞上防护罩后，还可能激发出次级粒子，这种情况有时也非常危险。

五、紧急撤离

当我们距离地球38万千米而不是400千米的时候，紧急撤离就会变成一个尤为棘手的问题。如果国际空间站的宇航员遭遇不可抗力（失压、重伤……），他们可以立即钻入持续待命的两艘“联盟”号飞船，只需要大半天，就能返回地球。“一旦有危险，我们就会动用这两个大宝贝。”弗朗索瓦·斯皮艾略概括道。在月球轨道，我们当然也可以进行类似操作，将“猎户座”飞船当作救生艇作用。然而航程将会长达3天至10天——这取决于空间站所处的位置。“风险”和“紧急”的概念必将重新定义：如果宇航员急需手术，我们该如何应对？我们已在国际空间站进行了多项测试。托马斯·佩斯盖在执行派遣任务时，还进行了一次远程超声波扫描实验：医生在地面上远程操控超声波，实时观看宇航员的器官影像。我们因而可以设想，医生在地面上以同一方式远程操控空间站的机器人进行外科手术，只不过，在月球附近，完成数据交换需要好几分钟，所以无法使用这项技术。这令斯皮艾略坚信：“我们需要开发更具自主性的医疗系统。”

（摘自《新发现》）

（编辑：李树泉 责编：赵宇清）