先给月球城备好十亿吨水,再把回收效率做到国际空间站水平,百万人能住多久?一项新研究估算:约一百年。

这不是倒计时预言。更值得琢磨的是,研究者把月球已知水冰估算放进同一套账本后,数字可能短得多。

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月球基地概念图,呈现极区定居的设想;并非已建成设施。

先看水账

论文作者设定一座百万居民的月球城市。每人每年用水约500吨,包含饮用、卫生和食物生产等需求。

这个数不是只算喝水。农业和生活系统都得持续供水,才是大头。

十亿吨是假设

模型先给城市一笔1,000,000,000吨的水储备。作者称这是慷慨的基准情景,不代表月球已经探明这么多可开采水。

这个前提越宽裕,城市看起来越能撑。真正的难题是储量到底有多少、能取出多少。

98%仍会漏

研究采用98%的回收率,参照国际空间站水循环系统达到的水平。每年仍有约2%的用水无法回到循环里。

看似只损失一小部分,规模一放大,补水就成了常年任务。

百年怎么算

百万人每年用水约5亿吨;按2%净损耗,年损失约1,000万吨。十亿吨除以它,约为100年。

这是简化模型的量级估算,不是精确的“寿命表”。居民数量、实际用水和回收表现都会改变结果。

人口减到十万

同一套假设下,十万人社区的年损耗约100万吨。十亿吨储备理论上可支撑约1,000年。

人口规模直接改写水账。小型前哨站与百万级城市,不能混为一谈。

已知冰储量更少

作者还讨论了月球南极八个较富水的永久阴影区。现有估算合计约3,400万吨,仅相当于十亿吨基准的约三十分之一。

如果把这份估算代入98%回收、百万人口的情景,模型时间缩到约3年多。这个结果尤其依赖储量估算,不能当成已知城市的断水日期。

阴影区藏着冰

月球极区一些陨石坑底长期照不到阳光,低温环境可能保存水冰。探测器发现了水相关证据,但地下分布和可采规模仍不清楚。

目前遥感调查只触及浅层。更深处有没有更多冰,仍待勘测和取样。

水电位置相邻

极区的永久阴影坑可能存冰,附近高地却较常受阳光照射。选址要在水源与能源之间折中,运输距离也会增加工程成本。

论文估算,利用高地太阳能供电可能比长期保障大城市用水更容易。但这仍是规划情景,不是现成的基础设施。

回收率差几点

若回收率降到94%,百万居民每年净损耗会变成约3,000万吨。十亿吨储备对应约33年,而不是百年。

小小的效率差,在连续运行的大系统里会被放大。月球城市需要的不只是“能循环”,还要把损耗压得足够低。

火箭不是主耗水

论文也核算了火箭补给需求。在作者设定的情景中,持续供养居民比给大量火箭加注更考验水源。

原因不难理解:居民每天都要用水,城市农业也需稳定供给;发射则是间歇事件。

办法不止采冰

提高回收率、降低人均用水、改进封闭式农业,都能延长储备使用时间。作者还提出从小行星等地补水的可能性。

但这些方案各有成本。把水运到月球,可能本身就需要大量能源和运输能力。

地下或有新答案

现有勘测深度有限,月壤更深处是否存有更多水冰尚无定论。若未来钻探发现新储层,水账可能重算。

反过来,探明储量不等于都能经济开采。位置、纯度、挖掘能耗和运输条件都要过关。

这不是泼冷水

这项同行评审研究没有证明月球不能建城,而是指出:人口越大,水循环的微小损耗越难忽略。

它给出的核心提醒很实际:先弄清可用水量,再谈城市规模;同时把高效回收当作生命保障,而非锦上添花。

如果只能优先攻克一项,你会选更深的月球钻探,还是把水回收率推得更高?