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土木與建筑工程管理專家，主要從事數字建造、工程安全理論與技術研究。1955年11月出生（略）。2002年畢業于同濟大學，獲博士學位。2015年當選中國工程院院士。自1959年蘇聯發射第一顆月球探測衛星以來,蘇聯月球計劃和美國阿波羅計劃已經成功完成了多項無人探月、載人登月任務。隨著美蘇太空爭霸的結束,探月活動保持了半個世紀的靜默期。進入21世紀后,全球范圍內正在掀起新一輪的探月活動熱潮。不同于20世紀以單次獨立任務為主的月球探測,新世紀的探月活動凸顯出通過整體規劃和分步實施,在月面建立永久性基礎設施的意圖,以及“認識與利用并重”的月球探測目標。美國于2017年啟動的Artemis計劃中正式宣告將在月球建立永久存在基地,隨后在2022年發布的月球至火星戰略中進一步確立了對月球、火星乃至更遠深空探索的長遠藍圖,包括人類重返月球、基礎設施探索、月球可持續開發和人類登陸火星四個階段。其中,基礎設施探索階段設定了與月球基地建造相關的基礎設施、交通駐留和運營維護等目標.歐洲航天局(EuropeanSpaceAgency,ESA)也曾在2015年提出了“月球村”的概念設想,作為國際空間站退役后的永久性太空基地,為月球原位資源利用和深空探索提供機會。當前,建設月球基地作為人類進行深空探測活動的前哨站已成為世界主要航天國家競相追逐的探月目標。我國的探月工程自2007年啟動以來,已成功完成以“繞、落、回”為目標的前三期工程探月任務,進入到一個新的發展階段。目前,中國探月工程四期正在穩步推進,并為2030年前后在月球南極建設國際月球科研站做好準備工作。國際月球科研站將用于支持開展長期的月球和月基科學研究,以及原位資源勘察利用。國際月球科研站計劃標志著我國月球基地建造啟動,具有重要意義,將極大程度提高我國對月球的開發和利用能力。從科學研究的角度,月球基地可以提供空間科學等多學科交叉新機遇[1,2],推動航天重大任務的關鍵技術突破;從社會發展的角度,月球基地將拓展人類活動的邊界,構建地月經濟圈,具有巨大的經濟產值潛力。本文在闡述月球基地建造的國際發展趨勢的基礎上,分析當前我國月球基地建造面臨的挑戰與機遇,提出我國月球基地建造的戰略目標和對策建議,以期為推動我國月球基地建造發展提供參考。1月球基地建造的國際發展趨勢進入21世紀后,美國國家航空航天局(NationalAeronauticsandSpaceAdministration,NASA)等紛紛提出地外空間中長期駐留設想,月球基地建造逐漸成為新一輪深空探測的重點目標之一。根據主要航天國家相關文件調研結果,月球基地建造國際前沿呈現四大關鍵發展態勢,即“無人探測與載人任務相結合”“科學研究與資源利用相結合”“階段探索與常態任務相結合”“地月空間與更遠深空相結合”,其主要支撐文件見表1。
表1主要航天國家地外建造相關領域重要文件及公告
1.1無人探測與載人任務相結合
無人探測是前期各國月球探測的主要任務類型,已顯著提升人類對月球認知水平,正朝向高精度、系統化探測趨勢發展。1959年起,蘇聯發射月球1至3號,分別完成了月球探測的首次飛掠、首次撞擊、首次月背拍攝。美國亦通過先驅者、徘徊者等探測器獲得人類第一批月球特寫鏡頭。蘇聯進而實現人類歷史上首次月表軟著陸及實施后續月球車和無人采樣返回任務。21世紀以來,全球探月熱潮再次興起,多國布局開展高精度探月任務:ESA的SMART-1任務實現月面硬著陸、日本月女神探測器實現環月觀測[3]、印度月船3號任務實現月面軟著陸。我國探月工程更是實現了人類首次月背軟著陸、首次月背采樣等超級工程,系統性建立科學數據集,包括世界首幅7米分辨率的月球全影像圖[4]、1∶250萬月球全月地質圖[5]等。隨著人類月球認知水平實現跨越式發展,未來預計更多國家加入探月隊伍。韓國計劃于2032年發射月球著陸器以探索月球表面并驗證技術;俄羅斯計劃于2027年發射Luna-27以延續蘇聯任務;ESA近日正式啟動“月光”月球通信和導航服務計劃,（略）計劃的月球任務提供服務。?
載人登月任務標志著太空探索的重大技術突破,永久性地拓展了人類對宇宙的認知邊界,正朝長時間駐留、大范圍探測方向推進。20世紀美國先后已實現六次短時載人任務[6],最長月表停留時間約74小時,利用載人月球車探索約26公里月面平（略）;ESA《月球科學戰略》規劃于2030年前實現歐洲宇航員登月,并促進可持續性月球探索。我國載人登月任務也已完成前期關鍵技術攻關和深化論證,全面進入初樣研制階段,計劃于2030年前后首次實現中國人登陸月球,并通過高性能登月服、（略）突破,提升（略）、崎嶇地形等復雜月面環境下的載人長期駐留、遠距離探測能力。
當前,各國無人、載人探測規劃逐步呈有機融合態勢。一方面,前期大量無人探測任務持續積累遙感探測數據,逐步擴展、提升月球綜合認知程度,可輔助載人探測任務開展關鍵性決策并布設重要基礎設施。無人探測工程可作為載人登月前置勘察任務。美國Artemis第一階段計劃、歐洲《TerraeNovae2030+（略）線圖》、（略）的載人月球探測計劃等,均布局優先通過無人測試、勘探任務明確宇航員作業場景,或利用機器人或裝置開展偵查活動,以排查作業風險,提升有人任務可靠性,保證宇航員生命安全。無人探測任務也可為載人探測提供關鍵基礎設施，如ESA月光計劃,其部署的五顆月球衛星將促進地球和月球之間40萬公里范圍內的高速、低延遲通信和數據傳輸,對人類長期駐留至關重要。日本《宇宙基本計劃》規劃月表可持續載人活動時,也首先規劃開發無人施工技術,分階段開展電力、（略）、（略）等方面的技術論證和維護工作；另一方面,單純的無人探測任務受制于遠程遙操作技術瓶頸、空間環境不確定性等限制因素,靈活性受限,載人登月需求應運而生,以進一步支持更加復雜的科學實驗與研究。人類可以現場進行判斷、調整和實施復雜實驗,也能在任務中更快速地響應突發情況[7,8]。例如,宇航員可直接操作設備、修復故障、選擇更合適的（略）域等.如Artemis計劃中,宇航員預計需開展一系列測試任務,如開挖建造、月塵清掃、資源開發利用等,以支持進一步的探測任務。因此,無人、載人探測規劃正淡化其邊界,有望形成統一規劃格局。
1.2科學研究與資源利用相結合
月球是研究地月系、太陽系起源與演化的“最佳標本”[9,10],已推動空間科學高效發展,利用月球環境開展月基科學研究[11]已成為國際趨勢。美國《月球至火星架構》文件中,將“科學研究”列為深空探測三大核心驅動支柱之一,并計劃通過月基微重力生物實驗、月基太空氣象觀測等研究實現科學價值[12]。美國《國家地月科學與技術戰略》也著重指導美國政府推動地月空間科學探索活動,如支持科學研究與技術開發、擴大地月空間國際科學技術合作等。ESA《月球科學戰略》文件也確立了一系列基于月球原位觀測的優先科學任務,包括月球樣品分析、月球水冰探測與表征、（略）絡部署等。我國《國家空間科學中長期發展規劃(2024~2050年)》中也明確規劃月球科學研究相關的階段性目標,如月球成因和演化,并將“月球深部物質探測”作為優先發展方向之一。在上述規劃的引導下,月球科學研究的廣度、深度正不斷擴展。?在認識月球的基礎上,各國相繼提出月球原位資源利用規劃,原位資源利用呈多樣化趨勢[13],既包含月壤[14]、氦3等物質資源,也包含環境資源、位置資源[15]。物質資源方面,美國Artemis計劃中的“大本營”旨在從月球本身尋找、提取資源,以維持人類的持續生存能力。美國創新先進概念項目也投資多項與原位物質資源利用高度相關的概念研究,（略）、超低能耗月球水提取技術等。美國國防部高級研究計劃局啟動“十年月球架構”項目,將月球可提供的各類資源作為商業化載體,規劃未來月球綜合基礎設施的開發。ESA《太空資源戰略》文件也充分強調采礦、冶金、能源開發、原位制氧等月球資源開采工作的重要意義。環境資源則包括月面低重力、強輻射、大溫差、高真空等特殊環境,可用于新材料開發、生物育種等特定科學實驗。此外,位置資源近年來成為各國關注熱點之一，特別是位置資源,如地月拉格朗日點[16],因具備引力平衡、相對穩定性等獨特優勢,已成為理想深空科研設施（略）任務既計劃搭載典型科學探測載荷,如月表低頻電磁場探測儀,以獲取：（略）
1.3階段探索與常態任務相結合
當前,月球探索以階段性任務為主,（略）規劃與逐步推進趨勢,正轉向復雜性、系統性更強的任務規劃模式。早期的月球探測任務通常側重于單一目標,比如著陸、巡視、采樣等,以驗證技術并獲取：（略）
地月空間探索已積累大量經驗,總體發展趨勢朝大規模商業化開發的方向邁進。隨著技術的不斷進步,特別是航天發射成本的逐步降低和私營企業的積極參與,從政府主導逐漸轉向多元（略）令》,將月球定位為太空探索的“樞紐”。2018年,NASA公布的《國家太空探索活動報告》（略）,即利用地月空間助力重返月球,并以月球為“跳板”探索火星。而更遠深空任務則為地月空間開發提供了技術需求和應用場景,推動月球資源采集、利用及基地建造等方面的發展.地月空間的開發與深空任務的推進是相輔相成的,前者為后者提供基礎設施和資源保障,而后者則促使地月空間開發逐步成為一個可持續、（略）。通過結合這兩個領域,不僅能降低探索深空的成本,還能為人類進入其他星球、（略）。2我國月球基地建造的挑戰與機遇
2.1月球基地建造挑戰探月進入“認識與利用并重”新時期,國際競爭日趨激烈.隨著全球主要航天國家的月球探測計劃相繼推出,建設永久性月球基地并開發利用月球的探月目標顯示出強烈的競爭態勢。在此背景下,我國不僅面臨月球基地建造的技術創新挑戰,還需要在國際合作與競爭中尋求建立協調與合作機制。我國月球基地建造的戰略目標、（略）線圖尚不清晰。盡管我國探月工程成果顯著,但月球開發與利用的長遠目標和詳細規劃仍然模糊,（略）線圖作為月球基地建造的需求牽引,可能導致工程實施過程中資源分配不均、技術研發方向不明確、系統工程管理難以協調等問題。月球基地建造服役面臨月面極端環境的巨大挑戰。月球表面環境惡劣,包括強輻射、大溫差、小重力、高真空等極端環境,對基地選址、材料、結構和工藝裝備等關鍵技術提出嚴峻挑戰,必須預先進行大量環境模擬試驗和技術驗證,以確保月球基地能夠在真實月面環境中長期穩定運行。?
2.2月球基地建造機遇
國際月球科研站為月球基地建造提供重要驗證場景。國際月球科研站將成為重要的實驗場所,尤其是為月球基地建造和月球原位資源利用技術的可靠性和適用性提供驗證條件。同時,（略）,可以提高研發效率、分擔研發成本、共享技術成果,增強國際影響力。?載人登月及其后續任務為月球基地建造提供新發展格局。載人登月任務的推進將產生月球表面長期駐留、月球原位資源開發等一系列后續任務,這不僅將催生更高層次的月球基地建造任務需求,為探索火星奠定堅實的技術基礎,還會帶動相關產業和技術發展,提供技術轉移和應用機會。?智能建造和航天強國戰略為月球基地建造提供重要保障。國家大力推進智能建造和航天強國戰略,將在月球基地的支撐技術和建造目標方面產生協同效應。航天強國建設為月球基地建造提供政策支持,而智能建造戰略可以為月球基地建造提供關鍵技術保障,通過月球基地建造加速智能建造技術的創新與迭代。?3我國月球基地建造的戰略目標
我國月球基地建造的戰略目標體系包括科學目標和工程目標兩個方面,如圖1所示。科學目標側重于知識探索和積累,為工程目標提供明確的方向和需求。工程目標則側重于技術的實現和應用,通過建設必要的基礎設施保障科學目標的實現。
圖1月球基地建造戰略目標體系???????
3.1科學目標科學目標的設定需要既符合科學研究的最前沿需求,又能夠在實際任務執行中得到有效探索[23]。目前國際月球探測科學研究的三大前沿領域包括月球科學研究、月基科學研究和月球原位資源勘查利用。這些科學目標可以為月球基地的選址規劃、勘察設計、建造運維和原位資源開發等工程任務供科學依據。
3.2工程目標
為了提供長期駐留的生命保障,（略）并開發利用月球資源,需要建設一個功能全面、高度集成、（略）。近期的月球基地建造工程目標已納入國際月球科研站的建設計劃,包括地月運輸設施、月面長期支持設施、月面運輸與操作設施、月球科學設施和地面支持及應用設施。基于更長遠的月球和深空探索目標,月球基地建造的工程目標體系設計由6大基礎設施群組成,其目標定義、功能劃分及建造對象如表2所示。表2六大基礎設施群定義、功能劃分及建造對象?
科學研究設施用于開展科學實驗和觀測活動,能夠提供低重力、大溫變、高真空和強輻射等多場耦合的復雜實驗環境,同時具備優越的地外星系觀測條件。此外,還便于開展原位采樣任務,以分析月球地質構造、物理化學演化等科學問題。
能源設施是滿足月球基地建設運行,持續科學探索和原位資源開發的電力供應基礎設施，包括開發利用月表太陽能和核聚變等能源資源的發電設施,（略）絡,即在月表構建高效、穩定、（略）。
通訊導航設施是為月球探測器、機器人等裝備以及未來可能的月球居民（略）,由無線通信基站、月面定位基站、（略）以及通信導航衛星等組成,涵蓋月表活動和地月活動兩個層次的通訊導航服務。
居住設施是滿足人類月面生活需求的生命保障設施,集成生命維持、資源循環利用、室內環境控制、健康監測與心理支持等功能。其中,月面居住單元是人類在月球的主要工作和生活場所,可利用高水平原位資源利用技術建造,也可直接從地球發射組建,以承擔短期駐留、物資轉運與科研等功能。
交通運輸設施是用于人員、設備和物資往返于月面、月面-月軌以及月球-（略）。其中,發射-（略）是一個用于發射和降落不同類型航天器的月面太空港,（略）是包括月球車、（略）、軌道、（略）絡。
生產設施旨在建立月球原位資源開采加工,產品制造,到回收利用的全產業鏈工業體系,為月球長期居住、科研活動乃至未來月球經濟的萌芽提供了物質基礎與可持續發展動力。4（略）徑建議4.1加快地月空間發展頂層設計制定符合我國國情的《國家地月空間發展戰略》,為我國未來深空探索的布局提出頂層規劃和設計。在總體規劃方面,加強月球基地建設等未來航天重大任務間的統籌協調,包括載人航天任務中的月面設施與無人探測任務中的國際月球科研站,使月球基地建造任務形成一條共同服務于頂層目標的清晰主線。（略）線方面,結合“預制-發射”（略）線的技術準備水平、工程實施條件等因素,充分評估不同發展階段下的技術契合度,提高月球基地的綜合部署能力,提供月面科學活動必需的各種功能設施支持。
4.2推動原創技術與項目多層次布局
設立面向前瞻性技術的項目研發體系,支持月球基地建造等深空探索關鍵技術研發。支持組建跨學科創新團隊,結合技術發展方向與具體應用需求,提出原創性、突破性的技術構想,（略）性解決方案的提出。對于概念性的技術構想,提供有限度的資助進行初步可行性研究;對于高潛力的創新技術概念,提供滾動項目支持,推動技術原型的研發與驗證;對于已具備進入工程化階段成熟度的技術,進一步加大資金投入,進行應用驗證、系統集成.構建更加靈活的項目評估和管理體系,支持原創技術的熟化過程,推動月球基地建造技術從創新概念向實際航天任務轉化。4.3培育未來太空（略）場生態體系拓展基于月球基地基礎設施的商業航天服務,大力培育太空經濟性新興產業,促進我國太空經濟產業規模化發展。發揮我國未來（略）場規模的天然優勢,以及國有企業在太空商業生態體系中的主力軍作用,支持航天科技集團等大型國有企業在商業航天領域繼續做大做強,（略）,整合供應鏈、應用場景、終端用戶等產業資源,培育產業規模和建構創新生態。鼓勵引導創新型科技企業聚焦（略）場需求和技術應用,形成優勢互補的上下游產業鏈,共同完善地月空間商業服務供給體系,推動太空經濟產業集群發展。4.4擴大共商共建共享國際合作框架
推動構建國際月球開發倫理準則與法律框架,確保月球探索和利用活動遵循國際原則,防止太空資源掠奪式開發。通過法律界定活動范圍、責任歸屬及爭端解決機制,為各國及私營部的太空活動提供明確指導,促進合作多于競爭,保障月球的可持續發展與和平利用,建立公正合理的地月空間全球治理秩序。利用現有機制積極與世界各國開展平等互利、合作共贏的地月空間合作,通過技術合作、（略）等形式,促進更多發展中國家得以貢獻其人才與智慧,同時共享太空探索利益,努力構建地月空間“人類命運共同體”。?
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