马斯克此前曾描绘了一幅宏伟蓝图:SpaceX计划在不到10年的时间内于月球建立自我生长城市,而火星定居则需20年以上。他解释称,月球发射窗口更频繁,每10天即可进行一次发射,航程仅需2天;相比之下,火星发射窗口每26个月才出现一次,旅程长达6个月,因此月球的迭代速度更快。
然而,这一雄心勃勃的计划近日遭遇重大挑战。根据《太空技术前沿》发表的一项同行评议研究,月球水资源可能成为制约人类长期居住的关键因素。研究假设月球可用水量为10亿吨,若完全不回收利用,一个百万人口的月球城市将在2.4年内耗尽水资源;即便达到国际空间站98%的回收效率,也仅能维持约100年。
研究团队详细计算了每人每年500吨的用水需求,其中饮用和卫生用水约125吨,补充呼吸氧气约2吨,种植食物则需500吨。居民呼出的二氧化碳需通过作物循环处理,火箭推进剂的生产还需额外消耗水资源。若要将月球城市延续至1000年,水回收效率必须提升至99.75%以上,这相当于国际空间站现有水平的10倍。
论文特别强调,月球水资源需提前规划管理,避免无序开采。若定居点规模维持在约1000人的"月球村"水平,用水压力相对较小;但当人口突破10万时,就必须严格控制水资源使用。研究还指出,电力供应对月球人口规模的限制较弱,水资源才是制约人类大规模长期居住的主要因素。