怎样将喀斯特洞穴作为地面模拟平台，在月球熔岩管中测试和设计人类基地

人类要想在其他星球上长期生存，首先要找到或建立一个安全、稳定、长期的避难所。 月球熔岩管是近年来在月球上发现的地质构造。 它们采用火山活动在地球表面形成的中空管状洞穴的形式。

由于月球熔岩管有坚硬的玄武岩顶盖，其内部环境因素如温度变化、辐射剂量、被陨石撞击的概率等都相对有限。 因此，它在理论上提供了一个理想的人类月球栖息地。 到目前为止，已经在月球上确定了 300 多个潜在的洞穴入口。 他们展示的“天窗”是由活跃的熔岩管坍塌造成的一种坑的结果。

在Space: Science & Technology发表的一篇新文章中，由谢庚新和郭琳丽领导的研究团队讨论了利用月球熔岩管供人类居住的可行性，提出了利用地球溶洞模拟地外熔岩管的想法，选择重庆的洞穴作为模拟场地，从结构和环境两方面论证了可行性。 他们希望通过模拟实验，推动地外基地相关研究的发展。

利用月球熔岩管建立月球基地的合理性

人类月球基地运行所涉及的封闭系统所需的外部能量主要包括人体呼吸、植物光合作用和内部温度控制三部分。

研究人员表明，在一个面积约 8000 平方米、高 50 米的半圆形隧道洞穴中，维持在熔岩管洞穴深处容纳 8 名宇航员的月球基地的最低能耗约为 145.5 千瓦。 现阶段，熔岩管是建立月球基地的最佳选择。

与月球表面相比，月球熔岩管具有辐射小、极端条件少等优点，更适合人类作为月球基地。

月球土壤中不同颗粒的辐射强度存在深度差异。 这种强度在月球表面以下 6 m 处几乎为零。 即使深度小于 1 m，太阳耀斑和太阳粒子事件 (SPE) 也不会影响熔岩管的内部。

合适的管子不应被陨石击穿。 这意味着陨石可能的影响半径必须小于管子的埋藏深度。 根据实验和模拟研究，科学家现在计算出的最安全条件是目标厚度与弹坑直径的比值。 也就是说，如果它小于 0.87，则会出现“天窗”（火山口）。

月球熔岩管内几乎没有月球尘埃。 月尘是月球表面的细小碎片在太阳风作用下形成的带电尘埃。 带电后，它们可以吸附在设备上。 此外，月尘具有磨蚀性，对人和机器非常有害。 但熔岩管的内部是一个永久性的阴影区，太阳风通常无法进入，那里几乎不会产生带电的月球尘埃。

1969年至1977年间，月球地震台网观测到的月震在震动月球的地点、频率和强度方面各不相同。 月球熔岩管在月球上保存了这么多年的事实表明，它的结构足够稳定，可以承受月震的影响。 与建在月球表面的基地相比，这是一个天然的优势。

使用喀斯特洞穴模拟月球熔岩管

溶洞是指可溶性石灰岩在一定条件下溶蚀、侵入、崩塌形成的地下空间。 以重庆溶洞为例 example，研究人员表明，从结构、环境和绝缘性三个方面来看，地球喀斯特洞穴可以被认为是月球熔岩管的良好模拟。

• 构造方面：溶洞和熔岩管的形成机制和环境不同，但规模不相上下。 它们都是弯曲的半圆形洞穴。 它提供的空间可以满足现阶段的研究需要。
• 环境方面：溶洞和熔岩管环境相对温和。 洞穴中的温度范围在 18 到 25°C 之间。 熔岩管内温和的温度可以减少热控制方面的能源消耗。 从酸碱性来看，月球熔岩管主要由月球玄武岩组成。 岩石成分主要由铁和钛的化合物组成。 水解产物呈弱碱性。 溶洞主要由碳酸盐岩构成，水解产物多为碳酸氢盐，也呈弱碱性。 在空气质量方面，月球熔岩管的一大优势是几乎没有月球尘埃。 对于溶洞来说，通风足够，氧气和二氧化碳含量在正常范围内，没有检测到有毒有害气体。
• 保温方面：溶洞和熔岩管可以提供与外界相对隔绝的环境。 月球熔岩管道受风化层保护，内外环境隔绝。 由于缺少导电介质，内部环境非常独立。 至于溶洞，由于在形成过程中与外界环境几乎没有任何联系，因此很少受到外界环境的影响。

研究人员打算利用喀斯特洞穴来模拟地外洞穴的内部环境，并通过封闭洞穴的方式将其与外界环境隔离开来。 洞穴实验分为两部分。 第一部分涉及洞内自动化施工技术和就地利用技术。

另一部分是人工生态系统实验。 在能源供应和光照方面，他们计划利用光管将阳光引入生态实验室，为作物生长提供阳光，并开发一套自动控制的能源控制系统。