公元3000年，人類已經耗盡了地球上所有的自然資源，成為一個太空種族，並在月球上建立了殖民地。巨大的密封穹頂橫跨在月球表面，裡面是居住著數十萬人的城市。這顆冰冷、灰暗的地球衛星不知何故成了人類的新家。

月球是距離地球最近的天體，因此最容易被想像成我們未來的家園。

當然，這些純粹是科學幻想。但是，如果沒有一個人類的外星殖民地，任何對未來的設想都是不完整的。月球是距離地球最近的天體，因此最容易被想像成我們未來的家園。但是，這一願景與現實相符嗎？月球有一天會成為熱門的居住地嗎？如果是的話，條件惡劣的月球環境能實際支持多少人的生活？

回答這個問題的一個簡單方法是考慮月球的面積。月球的表面積約佔地球陸地總面積的15.9%（不包括地球被海洋覆蓋的面積）。從理論上講，如果我們以地球上人口最多的城市的密度來填充這片區域，那月球表面可以容納數万億人口。

但是，月球表面能容納多少人，與月球表面能支持多少人生存是截然不同的問題。在這方面，月球絕對可以算是地球的“窮親戚”。

“這是一個相當貧瘠的地方，”美國亞利桑那州行星科學研究所高級科學家達爾比說，“每個物種都在尋求擴大自己的生態位。但是這一新的’生態位’，也就是月球，對人類來說非常不適宜居住。”

與地球不同，雨水不會自由地降落在月球表面。更至關重要​​的是，月球也缺乏提供可呼吸空氣的大氣層。這顆地球的天然衛星也沒有現成的生態系統，可以方便地支持農業開發。此外，月球還特別容易受到太陽風暴的影響。太陽表面的爆發會發出電磁輻射，而沒有磁場的保護，月球無法使這些輻射偏轉。月球表面還具有巨大的溫差，黑夜與白天交替的時間也非常長。

在1995年的月球殖民地的概念圖中，月球採礦設施正在澄海（Mare Serenitatis）盆地的火山土壤中開採氧氣。這是一片廣闊的熔岩平原，資源豐富。

所有這些都使在月球生活看起來極難實現。然而，令人驚訝的是，事實並非如此。理論上，在月球上尋求人類生存的基本要素，包括空氣、水、食物和住所等，並不像你想像的那麼遙不可及。

以空氣為例。要養活月球上最初的幾百人，我們首先必須把空氣輸送到月球表面，這可以通過將空氣泵入密封結構中來實現。歐洲空間局月球項目經理馬庫斯·蘭德格拉夫（Markus Landgraf）表示，這看起來似乎不可持續，但在短期內，這種方法實際上是相當划算的。“一開始人們不需要太多的空氣，在很長一段時間內，我們不需要在月球上製造空氣。我們可以把空氣從地球帶過來，”他說，“運輸成本仍在可控範圍內。 ”

然而，如果人口增長到數万，我們就需要在月球上合成氧氣，這將是一個成本高昂的過程。但蘭德格拉夫表示，未來幾十年太空探索的發展可能會使這一過程更加經濟。他認為，這主要是因為推進宇宙飛船需要氧氣，如果需求增加的話，“在月球上建造氧氣發生器供火箭推進劑使用，而不是為人們提供飲用水和空氣，在經濟上更有意義”。這將降低氧氣的生產成本，使月球居民更容易獲得可呼吸空氣。

水，到處是水

那麼，人類生活所必需的水呢？直到幾十年前，研究人員還認為月球是完全乾燥的。但後來的研究發現，月球表面分佈著數量驚人的水。

“我們認為水是月球形成時留下來的。我們還知道，彗星基本上就像一個臟雪球，會周期性地撞擊月球表面，”達爾比說，“有許多證據表明，彗星撞擊月球表面形成的環形山中仍然存在水冰。”她還表示，水的另一個來源是咆哮著穿越太空的太陽風。這些攜帶質子的粒子在月球上與電子碰撞，形成了氫。

所有這些加起來就形成了相當數量的月球水，也許足夠養活相當數量的人口。我們已經在國際空間站上開發了水回收系統，可以將宇航員的淋浴水、尿液和汗水處理為飲用水。該系統甚至可以回收他們呼吸出來的水分。在月球上，循環回收技術可以為居民創造一個閉環水源。

然而，即使回收利用，這些水的儲量也不是無限的。一遍又一遍地循環用水確實會帶來一些損失，所以需要不時地補充儲備。此外，戴爾指出，通過粉碎月球岩石，以及從深坑中挖出冰來提取月球的水，將需要大量昂貴的能源。

“我個人的感覺是，月球的殖民化是否成功，將取決於我們能否把氫帶到那裡，”戴爾說道。然而，運輸氫的成本也很高：每千克大約22萬美元。

如果不知道現在的月球表面有多少水，就很難估計月球基地能養活多少人。但我們至少知道，為月球提供一個相對可持續的水源是可能的。蘭德格拉夫估計，月球開拓者至少在最初的5到10年裡都不需要開採月球的水資源；因為第一批定居月球的可能只有十幾人，將他們所需的水運輸到月球上並循環利用的成本不會太高。

蘭德格拉夫表示，對於月球農業，我們可以用“幾乎像生態系統一樣的封閉圓頂”來模擬地球的環境條件。經過長時間的日照和循環用水的培育，月球農作物有可能擴大規模，養活數千人。已經有大量的研究表明，在太空種植農作物是可行的。

帶我飛向月球

關於人類如何實現這一切，仍有許多未知數。從理論上講，月球的自然資源可以支持成千上萬甚至數百萬人的生活。那麼，為什麼直到現在還沒有人居住在月球上，注視著地球呢？

蘭德格拉夫表示，殖民月球的最大障礙並不一定是自然資源的限制，而是用航天器把人送到月球的巨大成本。更經濟地實現這一目標將需要更大膽的技術飛躍，比如太空電梯的發明。如果我們擁有這些技術，“就意味著有成千上萬的人可以在月球上生活，”蘭德格拉夫說，“所以，水並不是限制因素，是運輸限制了我們。”

然而，我們還是需要迅速回到現實：目前，殖民月球還不是我們現實的目標。當然，我們可以把月球看作是地球末日時的諾亞方舟，但目前，各國的航天機構並未把月球視為遠離災難的前哨站，而只是一個研究中心，一個潛在的基地，從那裡可以探索太陽系的其他部分。

或許我們可以在南極洲尋找人類如何定居月球的線索。南極洲可能是地球上最像月球的地方，這里居住的人口數量隨季節變動，大約有1千到4千名研究人員。他們在寒冷乾燥的環境中生活，完成他們的工作。目前的研究也推動了對人類定居月球的規劃，關於未來幾十年內會有多少人移居月球，更現實的想法是：一次幾千人，而不是數百萬或數十億人。

戴爾表示，隨著時間的推移，即使是研究南極的人群也可能逐漸減少，被更廉價、更高效的機器人所取代。她說：“隨著科技的進步，幾乎沒有真的需要派人去做科學研究。”

這並不意味著我們的月球殖民夢已經結束。一個重要的因素是，人類有著不可抑制的探索動力。這可能會推動未來的幾代人殖民月球，或將其作為其他太空探險的中轉站。“人類是少數幾個不斷在探索的物種之一，即使沒有必要，”蘭德格拉夫說，“（我們）在這一策略上非常成功。我們會改變這一點嗎？我不這麼認為。” （任天）