去月球——采礦還是建城先選哪個？

來源：光明日報

近日，科學家在嫦娥六號月壤樣品中研究識別出富銅特征的顆粒，并獲得了鐵、銅元素價態協同演化的相關證據；在嫦娥五號月球樣品中發現鎂嫦娥石、鈰嫦娥石等新礦物。那么，未來在月球上會不會發現更多高價值稀有礦物？

而在不久前，馬斯克高調宣布“月球城市”計劃，暫緩前些年“火星移民”而優先“重返月球”，印證著新一輪探月熱潮正席卷全球。

采礦和建城，是當前月球探測、開發的兩大熱點，我們應如何選擇？針對這一前沿話題，本刊特邀深空探測實驗室專家一抒己見。

上世紀阿波羅計劃的歷史表明，脫離堅實經濟基礎和可持續商業模式的航天工程難以持久。我國新型舉國體制不同于美國商業資本體系，不僅要肩負國家使命“一步一個腳印開啟星際探測新征程”，也要學習借鑒商業思維，降低工程成本。我們認為，中國航天應避免跟風建設月球城市概念，而是聚焦能夠創造經濟價值并反哺可持續發展的月球采礦。

1、一座蘊藏巨量戰略資源的“富礦”

月球作為距離地球最近的天體，不僅是深空探索的“跳板”，更是一座蘊藏巨量戰略資源的“富礦”。積極參與并引領月球資源開發，對培育航天領域新質生產力、保障國家戰略資源安全具有深遠意義。中國探月工程特別是嫦娥五號、嫦娥六號在月壤采樣與科學研究上的突破，已為礦產資源勘查運返奠定了堅實基礎。

首先看清潔能源燃料氦—3。它是未來核聚變的理想燃料，其反應幾乎不產生放射性廢物。據科學家估算，月球表面月壤中氦—3的理論儲量可能高達100萬~500萬噸。理論上，100噸氦—3通過核聚變釋放的能量可滿足全球一年的能源需求。當然這依賴于未來氦—3聚變技術的成熟與商用。

其次看關鍵金屬與稀土資源。月海玄武巖富含鈦鐵礦，其含量最高可達30%。月球特有的克里普巖中稀土元素儲量約為225億~450億噸，是高端制造業、新能源技術、電子信息產業不可或缺的原材料。

再次看特殊元素礦物。中國科學院有關研究表明，月球深部物質組成可能與地球地幔存在顯著差異，蘊含一些地球上稀少或尚未發現的特殊元素或礦物相。近年嫦娥五號、嫦娥六號返回的月壤樣品研究已陸續發現含銅、鐵類礦物，在未被采樣的更廣闊月面可能存在更多種類特殊元素礦物。

地球礦產資源從勘探、開采、加工到利用的產業生態已經成熟，相關技術裝備升級改造遷移應用到月球環境，相比白手起家建設月球基地難度較小、速度較快。此外，月球采礦運返的礦產資源價值可以部分覆蓋并支撐后續的基礎設施建設、技術研發乃至人員駐留的成本。因此，相關科技創新與產業創新融合發展具備可持續性，減少對國家力量“輸血”等外部激勵的依賴。

2、許多未知可能性有待探索

除了已知資源，行星科學研究指出，月球可能還蘊藏著超出我們當前認知的物質與能量形式，這為未來產業帶來了更廣闊的想象空間。

美國國家航空航天局重力回溯及內部結構實驗室的數據顯示，月球內核可能仍存在部分熔融狀態，其熱流機制和物質循環可能催生獨特的地質化學過程。有行星科學家在《自然·地球科學》上撰文提出假說，認為在月球歷史的早期，其內部可能形成過特定的高壓高溫環境，理論上具備生成一些特殊合金或高密度硅酸鹽的條件。

此外，月球幾乎沒有大氣和磁場，長期直接暴露于太陽風和高能宇宙射線之下。其表面物質特別是月壤顆粒，通過太空風化作用形成了特殊的表面電荷分布，并可能引發表面月塵的靜電懸浮現象（如觀測到的“地平線輝光”）。這種獨特的“空間風化產物”及其可能蘊含的能量狀態，是地球實驗室無法復制的，在新型材料或能源存儲領域可能有未知的應用潛力。

對這些未知可能性的探索，本身就是月球科學的核心價值之一。月球采礦活動不僅是獲取資源的過程，更是最直接、最深入的“原位”科學探測。這種科學與產業的深度融合，將驅動基礎研究的突破，并可能意外打開一扇通向全新物質與能源應用的大門，注入當前尚無法估量的遠期價值。

3、從易到難，由采礦而孕育城市

主張“采礦先行”并非只是基于我國的技術裝備自信，而是基于一套清晰的、漸進式的工程邏輯。月球重力僅為地球的1/6，晝夜溫差超過300℃，且處于高真空、強輻射狀態。在此環境下，直接建設復雜城市系統的工程風險與成本極高，短時間內自給自足水、氧氣、食物循環近乎天方夜譚。

相比之下，以無人化、智能化裝備為先導的礦產資源開采，是更務實且風險可控的突破口。我國先進采礦作業已經通過無人化智能化促進降本增效，更驗證了人機協同、脫離現場的月球采礦工程邏輯。相關科研團隊已構建了月球資源智能化協同開發技術體系和模擬試驗平臺，隨著科技創新與智能采礦產業創新融合發展，有望較快實現遷移應用于月球采礦場景。

具體而言，驗證月球采礦的可行性應聚焦于幾個關鍵場景：以智能遙感探測技術為先導，鎖定意向采集區域；依托適應月面環境的機器人，克服極端環境采樣“挖礦”；依賴可重復火箭實現資源地月運輸返回。在攻克低重力自適應挖掘、多智能體協同作業、礦物分選與冶煉加工等關鍵技術后，地球成熟的能源、通信、機器人技術可遷移應用到月球。通過月球采礦演示任務既能產出具有經濟價值的研究樣本或資源產品，又能為后續更大規模的工程積累數據、錘煉裝備。

值得關注的是，由于可重復運輸火箭漸成現實，微重力環境下的礦物分選甚至可以下移到地球進行。如此，月球采礦技術難度和總體成本有可能優于地球深海、深地環境采礦作業。同時，月球極端環境條件下智能采礦的技術成果和外溢紅利，將反哺到深地、深海極端環境場景和其他地面產業，促進機器人、新材料、量子通信、超級儲能等全域高技術突破。

馬斯克的“星艦”方案試圖以超大運力一次性投送大量物資建設城市，但其技術成熟度、可靠性與經濟性存疑?；仡櫲祟惏l展歷史，由采礦而孕育興起的城市鱗次櫛比，而靠外部資源建設的城市終將坍縮。“采礦先行”路徑遵循由易到難、“以戰養戰”的原則，通過開采資源獲得收益，再利用收益逐步升級基礎設施，最終自然演化出支持人類活動的基地。這才是符合工程規律和商業邏輯的穩健選擇。

4、“星際文明”離不開礦產資源支撐

人類社會發展的歷史與礦產資源開發利用的歷史相伴相生，鐵器、化石能源、硅基材料的開采利用分別伴隨著三次工業革命。未來產業革命勢必推動“地球文明”向“星際文明”邁進，所涉及的新型能源、新質生產力均離不開礦產資源支撐，轉向深空地外天體的未知礦物成為必然。

從歷史視角審視，月球采礦是人類文明演進的關鍵一步,它標志著人類活動空間和資源利用范疇的根本性拓展。在月球建設太陽能光伏電站，將電能注入礦物電池中原位儲能或者有償使用，可以視為月球采礦的衍生應用。礦物、能源的經濟屬性可以形成商業閉環，為更大規模開發利用深空創造現金流，將深刻改變人類對資源、能源和生產方式的認知。通過月球采礦基地的試錯機制，訓練人機協同智能體在陌生、嚴酷環境中構建自維持、可擴展的系統，再循序漸進建設地外城市或者基地。

而月球城市的開發成本高度依賴地球資本的輸入。月球城市可能包含算力中心等新興概念，但數字硅基世界需要持續巨量的資本投入，可能會加劇人類社會財富的異化和矛盾。一旦遭遇工程技術瓶頸或者資金鏈危機，建設的月球城市將成為鏡花水月。另外，月球城市如果只是少數人體驗而不能為普通人使用，那這個城市將失去文明意義。

5、構建“大航天”時代的可持續發展模式

當前，深空資源開發利用已成為全人類的共同夢想，“大航天”時代的未來充滿想象。月球是人類可望又可及的地外空間和資源寶庫，同時可以為智能化生產時代提供產能釋放空間。以“大航?！睔v史觀照“大航天”，必須構建資源反哺機制和可持續發展模式。我國已制訂《推進商業航天高質量安全發展行動計劃》，通過開放國家科研項目、推動技術成果轉化、構建創新平臺等措施培育產業新生態。按照商業閉環的邏輯，有可預期回報的資本價值結果，才能驅動過剩的資本和技術產能向新興領域進軍。月球采礦對運輸體量的需求遠超當前近地衛星發射運輸業務，商業航天運輸產能轉化為“星際礦車”的運力，才能消化和吸引商業資本持續進軍航天新質領域。

近在眼前的“大航天”時代，須以史為鑒，通過構建“商業閉環—技術反哺—開放生態”的可持續發展模式，塑造以國家戰略和商業利益并重的新時代開拓精神。月球采礦具備明確的商業回報預期，可通過國家立法形式確?！罢l投資、誰受益”，政府可通過采購商業發射及運輸服務等方式創造初始市場需求和現金流，設立基金引導耐心資本投資并持續涌入，激發企業作為創新主體進行長期、高風險技術攻關。同時，將個人成就與國家榮耀、人類進步相結合，形成更深層、更持久的冒險動力。

深空探測不僅是探索宇宙未知的科學事業，更是推動人類文明永續繁榮的戰略抉擇。只有讓收益驅動冒險精神，讓制度保障長遠投入，讓資源反哺形成閉環，這場邁向星辰大海的遠征才能真正成為人類文明的新篇章。

展望未來，以月球采礦為起點逐步形成涵蓋資源勘探、太空運輸、軌道服務、深空制造等產業生態，讓月球成為人類在星辰大海中的資源前哨和工業支點。這條道路或許不如“月球城市”的藍圖那樣激動人心，卻更加堅實、可持續，并真正承載著人類向宇宙深處穩健邁進的共同夢想。

（作者：陸文強 楊洪倫 史平彥，分別系深空探測實驗室高級工程師、副研究員、總工程師）