如何在外星建造人类家园？“就地资源利用”刺激创新

这一领域的其他太空机构在做什么？

美国国家航空航天局(NASA)的月球勘测轨道飞行器已经探明，月球某些地方的月壤中存在水冰。从该轨道器释放的月球坑观测和传感卫星(LCROSS)在2009年10月9日撞击月球，产生了16千米高的尘埃羽流。科学家经过观察和分析后，确定了月球表面的化学成分，表明水的确存在于月球上。

NASA还在开发多项将造访月球的立方卫星轨道任务，如“月球手电筒”(Lunar Flashlight)、“月球地图”(LunaH-MAP)和“月球冰立方”(Lunar IceCube)等，这些任务将致力于发现月球上有多少水冰，以及在哪里可以找到水冰。

材料和电气部件实验室里，研究人员正利用模拟的月球尘埃生产氧气和金属。

NASA的第一个火星着陆器“海盗号”发回了有关火星大气的重要数据，揭示了火星大气中95.9%的成分为二氧化碳。基于这一发现和后续探测任务传回的信息，NASA已经开发出了将火星大气中的二氧化碳转化为氧气的技术，这将有利于人类前往火星的任务。最近，NASA选择了火星氧气原位资源利用实验(MOXIE)作为“毅力”号火星探测车搭载的7个科学仪器之一。

挥发物是一种容易蒸发的物质，有可能成为月球上的水源。NASA正在与其他空间机构一道，协调对月球极地挥发物探测的国际合作，以确定挥发物作为潜在资源的可行性，并试图将月球作为火星ISRU技术的试验场。

美国国家航空航天局(NASA)毅力号火星探测器的想象图。

中国国家航天局未来的任务也有望将月球极地挥发物作为潜在资源。在中国的国际月球研究站设想中，预计将在本世纪20年代末到30年代初建成一个用于科学研究的自动化设施，可能为利用月球资源提供先机。

俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)正在与欧空局合作进行三次“月球”系列任务，其中就包括“月球-27”任务，它将承载欧空局PROSPECT项目的一揽子计划。该任务将在月球极地地区进行测量，重点关注那里可能发现的低温挥发性物质。

目前，研究者已经提出了许多想法，为定居点、移动基础设施(如道路和着陆平台)、辅助基础设施(如通信、能源生产和储存)和硬件(如工具、室内设备、机械和衣物)的建设提供了支持。

这些想法中，包括了融化和3D打印月壤、用月壤制造太阳能电池，以及优化能量储存的新方法。此外，也有研究者在寻找不需要月壤就能利用有机垃圾种植植物，利用月壤建造有利于作物生长的温室，以及利用太空垃圾建造基础设施的方法。目前，欧空局正在以多种形式为这些想法提供资助，希望早日能将它们变成现实。

提交给欧空局开放空间创新平台(OSIP)的一个想法提出，轨道碎片可以用于在月球上就地生产资源。

随着我们对月球和小行星的认识和了解逐渐提高，国际和私营机构更多地参与空间技术，以及新技术的出现，利用空间资源进行外星探索的可能性已触手可及。

当然，开发利用就地资源支持未来宇航员的技术和方法仍然是一项挑战，但在克服这项挑战的过程中，相关的技术需求和管理有限资源的新方法也会刺激地球上的创新。这或许将帮助我们找到应对全球挑战的新方法，并为地球工业带来中长期的经济回报。