#头条首发大赛#月球是离我们最近的天体，凭借其独特的位置和环境，经过数十亿年的演变，蕴藏了极为丰富的资源。
除了耳熟能详的氦3，地球上大约有五种矿物是不存在的。
近期在月球土壤中发现了石墨烯。
石墨烯是什么呢？它是目前自然界中独一无二的二维材料。在三维世界中出现这种二维材料，使得石墨烯拥有了许多独特的性能。
然而，在地球上，生产只能通过人造的方法进行，而相关技术则主要集中在少数几个国家的控制之中。
如今竟然不需要任何高难度技术，简单挖掘月壤就能发现石墨烯。
月球表面五厘米厚的土壤中，蕴含着数十亿吨铁。
因此，在人类成功登月后，必然会设立月球基地，这既是为了进行科学研究，也为了资源的开采。
当然，建设一个能够开采资源的月球基地并非一蹴而就。
首先建立一个最基本的机器人基地，然后发射能够自主移动的月球基地，类似房车。接着，构建模块化、像空间站一样可以拼接的月球基地，随后进入由钢筋混凝土构成的永久性月球基地。最后，将建设一座月球工厂，从而形成一个可容纳数千人工作、生活和居住的完整月球城市。
因此，建设月球基地并进行资源开采的道路还有很长的旅程要走。
然而，这并不影响科学家们对月球城市的设计。
美国提出了一项计划，旨在解决如何运输开采的月球资源——建设一条月球铁路。
今天我想探讨一下关于月球铁路的话题。
月球轨道铁路
在月球上修建铁路，光是想象一下就觉得有些不可思议。
首先，一些人可能会问，月球的重力仅为地球的六分之一，那么铁路上的火车头是否有可能将火车开出月球呢？
毕竟，由于重力较小，突破月球引力的速度相对容易实现。
当然，这个想法有些夸张，尽管月球的重力较小，要想脱离月球表面，速度仍需达到每秒2.4公里。
无论如何，在月球上行驶得太快并不是件好事。
实际上，在月球上建铁路，最棘手的难题是月壤。
月球的环境极其干燥，没有液态水存在，但却有水冰。只是这些水冰主要分布在永恒阴暗的两极地区，无法接触到阳光。
因此，月球表面的土壤非常干燥，这导致它不易被压实。
以地面铺设铁路为例，必须在一个坚实的基础上安装两根铁轨。
例如，曾经中国修建青藏铁路时，有一段长达五百五十公里的连续冻土区域。
冻土的层次结构非常脆弱，冬季时坚固，而夏季则因融化而变得不稳定。
外国专家们纷纷摇头，感到这个地方根本无法修建铁路。
最终，中国利用一万五千根热棒将冻土层彻底冻结，从而为铁路提供了一个稳固的基础。
因此，月球表面的月壤无法被压实，这意味着缺乏稳定的基础。
当然，有些人可能会问，为什么需要加固呢？难道仅仅用建筑材料做出基础就可以了事吗？
这个想法在地球上是可行的。
你有没有考虑过一个问题，那就是月球独特的环境。
一个白天持续十五天，夜晚同样是十五天，昼夜之间的温差可高达惊人的三百度。
哪些材料能够承受如此剧烈的温差变动呢？
白天还好好的，经过一夜之后，竟然全都裂开了。
此外，月球平均每天都会遭遇几吨重的陨石或小行星撞击。
修建的铁路被这些星体击中，该如何应对？
难道还需要重新学习吗？
建材如果在月球上缺失，就只能依赖从地球运输。
以美国的航天飞机为例，向国际空间站运送一公斤的物品需要花费22,000美元，而其高度仅为400公里。
地球与月球之间的距离达到三十八万公里，这个数字令人震惊。
从事科研可以承担高于成本的开支，而进行挖矿则显得有些不合逻辑。
另外，月球的土壤与地球的土壤有所区别。
月壤中富含铁元素，由于月球缺乏风力，这些微小颗粒无法被磨平，因此，使得月壤的表面看起来如同隐藏着锐利的刀刃。
飞扬的月壤进入了火车设备，而这些设备能持续使用多久仍然是个疑问。
此外，干燥的环境还会导致摩擦产生静电，过多的静电会带来不小的危害。
因此，若想以地面铁路的建设方式来建造月球铁路，那就别抱希望了，四个字概括——异想天开。
那么如果真的要修呢？
只能将铁路建设的费用降低到一个可接受的水平，而且修建或维修的速度必须迅速。
美国建设月球铁路的计划
美国提出了一项名为磁悬浮柔性轨道的计划。
磁悬浮系统很容易理解，但这个柔性轨道又该如何解释呢？
可以简单地说，它将火车的轨道划分为三个部分。
第一部分，类似于基础与月球表面直接相连。
这一部分看起来宛如一块布，铺展在月球表面。
其作用是将月壤紧密地固定在底部，以防止其随意飘浮。
第二部分：构建一个能支撑火车的磁场。
这个磁场需要一种导电材料来构建，经过多方寻找，美国人最终选择了石墨烯。
石墨烯的电阻极其低，甚至小于铜和银，是当前世界上电阻率最低的材料，且它还有潜力被用作太阳能电池的原料。
最关键的是，石墨烯的厚度极为微薄，甚至能够透光，这意味着一条铁路所需的石墨烯重量不会很高。
因此，即使月球土壤中的石墨烯无法直接利用，也可以通过太空运输进行补充。
当然，一列磁悬浮列车还必须依赖于一个强大的电源。
因此，美国的这项方案将电源置于第三部分。
在这条铁路的第三部分，采用了超薄的柔性太阳能电池板。
中国在这一领域处于领先地位，以其超薄柔性太阳能电池板为例，这些电池板厚度仅为一毫米，并且在必要时可以进行打包处理。
完成了一条理想的磁悬浮铁路轨道。
听起来很赞。
有些事物并非为了聆听，而是为了付诸实践。即便再动人的言辞，落实到行动中也未必如想象中那般完美，这也是不可行的。
美国曾提出过多个方案，但至今仍有不少尚未落实。
例如，美国与多个国家合作，计划在月球轨道上建立深空之门。
深空之门实际上指的是月球轨道空间站，最初是与美国重返月球的计划一同实施的。
但由于技术因素，深空之门已从重返月球计划中分离。
例如，他们的重返月球计划也被一再推迟。
这个月球铁路项目似乎推出得有些过早。
美国已经经历过这种错误多次。
例如，他们的飞机公布的升力系数为2.2，而中国则努力追赶，最终达到了接近2.0，差一点。
当真相浮出水面时，美国飞机的升力系数仅为1.5。
这种错误发生的次数不止一两次。
因此，这次关于月球火车所描绘的场景，值得一看。
这是什么原因呢？
这个原因在文章之前其实已经提到过，月球昼夜之间的温差极大，达到三百度。
怎样的材料能够承受如此极端的温度变化？
中国登月探测器展开的国旗是由玄武岩丝制成的。
将玄武岩经过高温处理后进行拉丝，再加以加工制作。
这项技术的主要目的是为了应对月球上严酷的环境，非常重要。
对中国而言，既然已经取得成功，那么未来用玄武岩制造太空设备将会变得更加便捷。
例如制造宇航服、构建太空舱、建立月球基地等。
虽然是用玄武岩和石头制成的材料，但其实它的重量并不沉。
此外，由于太空环境中的重力几乎不存在或仅为微重力，而月球的引力也只是地球的六分之一，因此在重量方面并没有太大的问题。
那么如果中国具备这种材料，是否就能够建造月球上的磁悬浮柔性轨道呢？
其实并没有这个必要。
中国的月球基地计划现已对外公布。
例如在月球的熔岩通道中建立月球基地。
在建设月球基地的过程中，采用机器人提供支持。
上文提到，建立月球基地并非一蹴而就，而是需要逐步推进。从最初只有机器人长期驻守的简单基地起步，经过初级、中级、高级阶段，最终发展为月球工厂。我们的终极目标是将多个月球工厂连结起来，从而形成一个完整的月球城市。
初级、中级和高级的月球基地主要专项于科研，其次才是少量的采矿，因此不需要像铁路这类重载运输工具，完全可以使用机器人来替代。
当月球基地升级为月球工厂时，人类对月球的认识将更加深入，因此再考虑大规模运输问题也不算晚。
还未踏上月球，就开始思考这个问题，似乎有些提前了。
就如同中国如今成功采集了月球土壤并在地面上进行研究，从中得出了出人意料的结论，不仅发现了石墨烯，还确认了月壤可以作为建筑材料使用。
这节省了大量的资金和时间。
同时也确认了，利用3D打印技术可以将月球土壤作为基本材料进行打印。
因此，对于一个地方，首要的是去了解，接着对所获得的信息进行分析，再加以处理，这样的方法是最为有效的。
