天文學家最新研究指出，即使月球永久陰影坑洞藏有樂觀估計 10 億噸的水冰，一座百萬人規模的月球城市在回收率高達 98% 的條件下，仍會在大約一個世紀內耗盡水資源，恐讓大規模月球移民的想像永遠停留在紙上。
（前情提要：馬斯克宣布 SpaceX 戰略大轉向！放棄先登火星，要在 10 年內於月球建造「自生長城市」）
（背景補充：NASA 公開月球基地三階段藍圖：2030 開始建造人類永久性居住設施）
月球或許終究只能是科學前哨站，而不是人類的第二個家？哈佛-史密松天體物理中心天文學家 Martin Elvis 領銜的最新研究指出，即便月球永久陰影坑洞裡藏有樂觀估計達 10 億噸的水冰。
打造一座能容納 100 萬人的月球城市，即使回收效率高達 98%（與國際太空站相當），也只需約一個世紀就會把水用光。這份發表於期刊《Frontiers in Space Technologies》、標題為〈No Cities on the Moon: a Billion Tons of Water is not enough for Sustainability〉的論文直言，除非水資源的回收損耗能再降低約 10 倍，或是找到多出同等規模的水源，否則月球大規模、長期的人類聚落幾乎不可能實現。
坑洞裡的水，撐不了多久
研究團隊評估了月球移民可能面對的多項挑戰，發現多數其實不成問題。舉例來說，能源供應相對容易解決，大型永久陰影坑洞的邊緣日照充足，估計可產生約 3 GW 的太陽能，是架設太陽能設施的理想地點。
真正的瓶頸在水。自 2013 年起，多項繞月任務陸續證實月球極區的永久陰影坑洞（溫度低於 110K 的「永恆黑暗坑洞」）確實藏有水冰，並逐步繪製出可能的分布位置。但研究團隊指出，目前對蘊藏量的估計高度不確定：樂觀情境約 10 億噸，較保守的估計則只剩前者的三十分之一，實際可開採量還取決於冰層所在深度，以及冰與月壤混合的程度。
論文針對四種聚落規模逐一試算：100 萬人、10 萬人、1 萬人與 1,000 人。
結果顯示，百萬人規模的城市即使套用 98% 的回收率，也僅能撐過略超過一世紀，就會把樂觀估計的水用罄；若改用目前偏低的估計值，撐過的時間恐怕只剩數年到數十年。規模較小的城市若沒有更先進的回收技術，大約十年就會見底；反倒是 1 萬人的城鎮與 1,000 人的村落，可以維持數個世紀。
Elvis 直言：「即使一開始慷慨假設有 10 億噸水，若不回收，這座城市只能撐幾年。」
樂觀估計之外，還有變數
當然，這組數字建立在目前仍相當粗略的蘊藏量估計之上。永久陰影坑洞內的冰層分布至今仍未被完整探勘，若未來任務能在月表以下發現更大規模的地下冰層，情勢可能整個翻盤，而被月壤覆蓋的地底，正是最有機會找到足量水源的地方。
回收技術同樣是變數。國際太空站目前的水回收效率已達約 98%，但論文指出，損耗還得再降低約 10 倍，才足以改寫大規模聚落的結論，這在工程上是相當艱鉅的門檻。
另一個選項是從月球以外運水，例如鄰近的小行星，但多數小行星其實離火星比離地球更近，這條路線的經濟效益仍待驗證；至於從地球運水供應 100 萬人規模的聚落，成本更是天文數字，幾乎不具可行性。
對月球基地藍圖的意涵
這份研究的結論，替近年一波波的月球開發計畫潑了一盆冷水。SpaceX 執行長馬斯克曾宣布要在 10 年內於月球打造能「自我成長」的城市，NASA 也公開了月球基地的三階段藍圖，預計 2030 年起開始建造永久居住設施。若 Elvis 團隊的水資源測算成立，這類願景恐怕都得先過「水從哪裡來」這一關。
不過這篇研究真正的價值不在於澆熄太空移民的想像，而是把一個常被忽略的變數攤在陽光下：月球開發的上限，很可能不是火箭運力或資金規模，而是一種看似平凡、卻難以量產的資源。
在更大規模的地下冰層被證實存在、或是回收技術出現數量級突破之前，月球恐怕只能停留在科研前哨站與軍事據點的角色，距離「人類第二家園」的想像，還有一段不小的距離。
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