月面基础设施建造任务需求与关键技术调查分析

周诚 ,  高玉月 ,  覃文波 ,  乔金 ,  丁烈云

中国工程科学 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (4) : 220 -233.

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中国工程科学 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (4) : 220 -233. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2025.01.019
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月面基础设施建造任务需求与关键技术调查分析

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Lunar Infrastructure Construction: Task Requirements and Key Technologies

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摘要

月球探测目标转向“认识与利用并重”已是国际趋势，月面基础设施建造（LIC）将成为人类开发和利用月球的关键内容；我国也在开展月球基地建造的计划部署，需要系统梳理并科学研判LIC的重大任务需求与技术发展方向。本文依托跨领域的专家团队，梳理并分析了主要航天大国的深空探测规划及研究文献，基于相关的文献计量数据形成了涵盖核心目标与支撑能力的LIC任务需求清单、LIC关键技术清单；基于上述清单设计了调查问卷，组织领域专家完成了调研工作，对问卷数据进行了深度挖掘与综合研判。提出了LIC核心任务与关键技术体系，识别出月面太阳能发电、制氧等基础设施优先建造任务以及月壤打印技术、月面原位钻探技术等关键技术环节，评估了技术成熟度、实现路径和相应发展瓶颈。构建的LIC任务与技术体系，为我国LIC能力布局提供了数据支持与方向指引，也为深空探测重大任务的阶段部署与资源配置提供了参考框架。

Abstract

It has become an international trend for lunar exploration objectives to shift toward "emphasizing both understanding and utilization." Lunar infrastructure construction (LIC) will become a critical element in humanity's development and utilization of the Moon. China is also conducting the planning and deployment of lunar base construction, necessitating a systematic review and scientific evaluation of the major task requirements and technological development directions for LIC. Relying on an interdisciplinary team of experts, this study reviews the deep space exploration plans and research literature of major spacefaring nations. Based on relevant bibliometric data, it formulates a LIC task requirement list covering core objectives and supporting capabilities, as well as a LIC key technology list. Based on the above lists, a questionnaire was designed, and domain experts were organized to complete the survey. The questionnaire data then underwent in-depth mining and comprehensive evaluation. The research proposes the LIC core task and key technology system, identifying priority construction tasks such as power generation and oxygen production infrastructure, and key technological aspects such as lunar regolith printing and in-situ drilling on the lunar surface. Additionally, it assesses the technology maturity levels, implementation pathways, and development bottlenecks. The LIC task and technology system constructed in this study not only provides data support and directional guidance for China's LIC capability layout but also offers a reference framework for the phased deployment and resource allocation of major deep space exploration missions.

Graphical abstract

关键词

深空探测 / 月球基地 / 月面基础设施建造 / 能源基础设施 / 选址规划

Key words

deep space exploration / lunar base / lunar infrastructure construction / energy infrastructure / location planning

引用本文

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周诚,高玉月,覃文波,乔金,丁烈云. 月面基础设施建造任务需求与关键技术调查分析[J]. 中国工程科学, 2025, 27(4): 220-233 DOI:10.15302/J-SSCAE-2025.01.019

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一、 前言

月球作为距离地球最近的天体、近地空间之外的首个据点，不仅是通向更远深空的关键中转站，而且为发展空间技术提供了关键性的实验平台，对人类探索宇宙而言具有战略意义和科研价值[1~3]。建设月面基础设施成为实现长期驻留、资源开发利用乃至人类移居外太空的关键步骤[4,5]，相关工作已从研究构想逐步迈向工程实践[6~10]，我国也计划在2030年前后建成国际月球科研站基本型[11]。在各国的月面基础设施建造（LIC）过程中，月球探测目标正处于“认识与利用并重”的重要转折点。

LIC是由能源供应、通信导航、居住环境、交通运输、资源利用设施等系统构成的任务集合，将为未来长期的月面科学探测、资源开发、持续运营等提供基础保障条件。随着载人登月计划加速推进[12]、国际月球科研站合作框架基本成形，基于系统工程视角的科研站架构设计取得进展[13,14]。在顶层规划方面，基本厘清了月球科研站及载人月球探测的关键科学问题[15~17]，确立了工程、科学、应用目标体系以及相应的发展路线图[18]。在实施方案方面，基于需求分析的作业平台架构设计与系统建模方案趋于成熟[19~23]，为LIC实施确立了场景基础。在技术支撑层面，月球探测成果正在持续积累并赋能基地建设[24~27]，如基于太阳风注入氢和月壤铁氧化物的还原反应机制的水冰资源开发方案[28~31]、反映月壤物性的建材成形工艺及装置设计[32~37]、计及空间环境参数的选址评估模型等[38]。需要指出的是，现有面向LIC的技术要素开发与系统架构设计之间存在一定的脱节现象，既有研究涉及的技术体系碎片化，已有成果多聚焦单点技术方向，LIC任务体系的全局性分析缺失，基础设施任务需求与技术模块的映射关系尚未建立；LIC的关键技术评估结果稀少，导致工程路径规划缺乏依据；LIC细分任务的协同性缺失，如能源站、制氧设施等单体功能系统[39~41]之间的任务依赖关系未有深入分析，难以支撑LIC的顶层规划。因此，深入调研LIC的任务需求与关键技术，进一步明确LIC的任务目标与实际需求，及早识别LIC潜在的技术难点与风险挑战，将为后续的关键技术攻关和系统级验证预留充分的周期与资源条件。

本文开展LIC任务需求与关键技术调查，以文献调研、问卷调查、专家访谈为研究基础，从全球主要国家的深空探测战略文件和科研文献中筛选出812篇，再面向领域内的国内专家发放调查问卷并回收45份；采用混合式调查问卷的研究策略并结合多种数据来源，兼顾定量数据的广泛性和定性数据的深入度，确保研究结论的全面性。基于调研结果明确LIC任务需求的优先级、任务相互依赖程度，研判LIC技术群的成熟度、实现进度、发展水平、制约因素，进而提炼重点任务与关键技术，为我国LIC发展战略制定提供清晰认知及基础条件。

二、 月面基础设施建造的任务需求与关键技术调查方法

（一） 调查方法设计

LIC的任务需求与关键技术调查方法设计主要分为4个步骤。① 全面分析国内外相关文献。针对主要航天大国的相关战略文件、具有重要意义的科研文献，组建跨领域的专家团队并明确目标及范围，筛选出高度相关的文献资料，从中提取LIC的任务需求与关键技术类别，得到任务需求与关键技术相关的文献计量数据。② 初步设计任务需求和关键技术体系。采用结构化的研判方法，组织专家进行多轮讨论并提供反馈，利用相关文献关键词共现分析，识别各任务需求和关键技术项的重要性，为专家提供数据支持和参考依据。从任务需求、关键技术两个方面对提取的类别项进行评估、验证和优化，构建科学合理的LIC体系结构。③ 基于形成的任务需求和关键技术体系，凝练并归纳核心问题，设计相应的选项和量表，制定LIC任务需求与关键技术的专项调查问卷，确保内容结构化；包含封闭式问题和开放式问题，兼顾数据的量化分析、专家的深入理解。邀请国内相关领域的专家参与问卷调查（反映判断的专业性和可靠性），收集和整理问卷数据。④ 任务路径与技术方向研判。对回收的问卷数据进行整理归纳，采用共现网络图、矩阵散点图等呈现形式进行数据定量分析。应用德尔菲法等定性分析方法优化问卷数据（如任务需求的优先级、相关性、相依性，关键技术的成熟度、预见分析、发展分析制约因素），为我国LIC战略研究提供信息支撑。

（二） 任务清单形成

LIC的目标是在月面上建立完备的基础设施体系（而不是单一建筑），需要开展一系列基础设施建造工程任务。相关设施既要满足各项月面活动需求，也应具备包括开采制造、回收等功能在内的独立运行能力。对照此思路，本研究全面调研了国内外相关文献、各主要航天大国的战略文件。美国阿尔忒弥斯计划提出了月球大本营建设构想，初期核心要素包括月球地形车、可居住移动平台、月面居住舱，后续逐步增建通信、电力、辐射屏蔽、着陆平台、废物处理及存储等方面的月面基础设施[9]；美国国家航空航天局在月球至火星体系结构定义文档中，系统制定了科学研究、基础设施、运输居住、长期运营等战略目标导向下的基础设施需求[42]。欧洲航天局在月球村计划中考虑了居住、电力、环境控制与生命支持、辐射防护、热控制、结构等方面的基础设施系统功能需求[10]。国际月球科研站的基础设施规划包含了地月运输、月面长期支持、月面运输与操作、月面科学、地面支持及应用等设施[11]。从上述文件中梳理了适用于月球基地的月面基础设施类别及功能，形成了我国的LIC任务体系，包含月面能源基础设施、月面通信导航基础设施、月面居住基础设施、月面交通基础设施、月面生产基础设施5个大项以及细分的34个小项。

（三） 技术清单形成

基于LIC相关的技术类别关键词，在国际科研文献数据库中开展文献调研，筛选出812篇高度相关文献，归纳并整理了LIC关键技术的细分小项。通过LIC相关文献的检索与计量，绘制了共被引网络图，大致聚类为3类：以月壤为核心开展的建造技术与资源提取类研究，包括以月壤为主体的类混凝土技术、氧资源提取技术等；面向LIC的设计研究，包括月球设施的建造与优化等；月面基础设施的功能与评估研究，如资源系统的功能性、基础设施的服役性等。此外，涉及了水冰资源、金属矿产资源方面的少量研究。在文献检索与计量的基础上，归纳出包括5个技术大项、45个技术小项在内的LIC关键技术清单，较为充分地反映了2000年以来相关领域的重点关注区域及发展现状。

1. 选址规划技术

选址是LIC的首要步骤。在对月球地质、极端温差、微陨石撞击、辐射等环境条件进行详细调查和评估的基础上，通过规划尽量满足原位资源可获取性的要求，降低地月之间、月面上的交通运输成本[43]；开展能源供应潜力、环境控制策略、科学探索价值等因素影响下的综合分析决策，确保月面基础设施的长期可持续发展与运作。

2. 工程勘察技术

工程勘察技术涉及月轨卫星遥感探测、月面飞行器地形地貌测量的运用、月球样品理化分析等，用于全方位、多层次地勘察月表环境，支持深入理解月球的地形地貌、地质构造，月壤、月岩的成分及力学特性[44]，为月面基础设施设计、资源开采利用提供数据依据，保障LIC的可靠性，提高原位资源开发的经济效益。

3. 工程设计技术

在月面基础设施工程设计阶段，核心技术挑战在于创造抵御月球极端环境、维持人类生命活动的封闭生态系统，需要满足资源利用、结构安全等约束条件[14,45]，如通过结构轻量化设计来优化原位建造资源利用效率，通过保温隔热、抗冲击设计等措施提升关键结构的防护性能。

4. 工程建造技术

在工程建造阶段，重点突破无人或少人环境下精准执行建造任务的原位建造工艺和装备技术。月面舱段定点着陆、组装拼接等技术，将支撑“预制 ‒ 发射”类建造路线，实现月面结构的快速建造[46]。基于月壤等原位材料的增材制造、砌筑拼装等建造工艺[47]，将提高材料利用率和建造施工效率，适合着陆垫、道路等月面大型基础设施建造场景。

5. 运营维护技术

运营维护是支持月球基础设施长期可靠运行的关键环节，涉及智能化监测和评估、自主维护等，如基于资源再生利用的生命保障技术、基础设施运行状态评估与预测性维护技术、执行自动化和人机协同检修的机器人技术[48,49]。

（四） 调查问卷设计

为了充分获取专家对LIC任务和技术的专业评价，设计了专项调查问卷，包括LIC任务的需求程度、LIC任务的优先级、LIC任务间的相互依赖程度、LIC技术成熟度、LIC技术在我国实现应用的预计时间、LIC建设的制约因素6个核心问题。问卷的前3个问题关注LIC的任务需求，用于比较LIC任务实施相关的科学研究、可持续发展、国家安全、人类移民等需求目标的重要性。问卷的后3个问题关注LIC的关键技术，用于把握当前LIC技术基础、明确国内外的技术发展水平、了解当前技术发展路径中需关注或规避的不利条件。

（五） 专家调查问卷回收情况

面向国内知名的科研院所、高校、企业，发出问卷邀请45份，回收问卷45份。参与问卷调查的专家具有良好的学科背景，主要来自航空航天类（60%）、机械类（13.3%）、行星地质类（8.9%）、土木建筑类（8.9%）、空间科学类（4.4%）、材料类（2.2%）、物理和力学类（2.2%）。其中，航空航天学科的专家占据主导地位，表明该学科群在LIC研究中发挥核心作用；土木建筑学、行星地质学、相关的跨学科领域的专家也贡献了多元视角，增进对LIC的任务需求、关键技术、发展蓝图的全方位理解。参与问卷调查的专家具有良好的专业背景，相应分布为：只听说过LIC（2.2%）、对LIC研究现状有一定的了解（15.6%）、正在开展LIC相关研究（48.9%）、已形成LIC相关研究成果（33.3%）。这为调查研究的深度和广度提供了有力支撑，有助于精准把握LIC的任务路径与技术走向。此外，专家的工作年限超过10年的有62.2%，超过5年的有95.6%，为调查结果的权威可靠打下了良好基础。

三、 月面基础设施建造的核心任务体系及优先级评价

（一） 任务需求程度分析

明确LIC任务需求程度（见表1），可为评估各项任务的实施紧迫性提供参考依据。“可持续发展需求”及其子项“原位资源利用需求”“地月往返交通运输需求”，得分均处于第1位并以较大程度领先其他需求，说明原位资源利用、地月交通运输作为首要任务需求得到了专家的共识。“科学研究需求”的子项“空间科学需求”“生命科学需求”得分排在第4位、第3位，说明对近期领域科研的推动作用明显而占据重要的位置，但产出成果多作为后期航天任务的应用储备，“国家安全需求”“人类移民需求”得分均在4以下，说明需求程度优先级不高，这是因为具体实施均以建立大规模月面居住体和基础设施为基础，尚有较长的技术储备期和验证期。

（二） 任务优先级及相互依赖程度评价

1. 任务优先级

我国的LIC任务体系包含5个大项以及细分的34个小项（见表2），这些任务存在着复杂的优先级关系。剖析专家对各项LIC任务优先级的评分，可为科学确定规划任务执行顺序提供依据。“月面制氧设施”“月面太阳能发电设施”得分显著高于其他任务，是因为二者事关氧气、能源（月球驻留的紧缺资源，在以往航天任务中占据绝大部分的运力）；确保氧气、能源的自给自足，是构建支撑中长期居住的月球基础架构体系的首要任务。“月球地下结构开挖建造”“月面轨道交通系统”得分最低，是因为这些任务依赖成熟的技术储备、完善的配套设施，适宜安排在月面基础设施条件成熟后进行实施。

在描述性统计评价之外，不同任务优先级的价值认知也存在相关性，因而可基于斯皮尔曼等级相关系数分析来解析专家对各个任务优先级取舍的相关性。图1以矩阵散点图的方式展示了任务优先级大项之间的关系，可见存在显著的相关性。图2以弦图的方式展示了任务小项中相关性权重的分布情况。“月面着陆场降尘挡墙”“月面轨道交通系统”等项的相关性权重最大，其优先级与其他项存在较强的相关关系，需要满足一定的前置设施条件后才能开展建造；“月面水冰开采设施”“月球熔岩管道改造与利用”等设施的功能定位关联性较弱，可以独立开展建造。

2. 任务相互依赖程度

LIC任务的优先级也与各个任务之间的内部依赖程度密切相关。采用专家评分、阈值等级结合的方式，对各个任务之间的依赖性进行了评价（见图3）。“能源基础设施”与其他4个任务之间均存在极强的依赖关系，“通信基础设施”被“居住基础设施”“交通基础设施”2项极度依赖，“居住基础设施”“交通基础设施”“生产基础设施”3项被依赖的程度一般。根据LIC任务之间的相互依赖程度得到的任务优先级，与专家直接对任务优先级进行评价得到的结果基本一致。

四、 月面基础设施建造关键技术预见与发展评价

（一） 技术成熟度分析

合理评估LIC任务的技术成熟度（见表3），在正确认识当前技术水平、指示未来研究方向方面具有价值，也为开展技术投资决策提供实证基础。“月面光照条件分析技术”“月面温度条件分析技术”“月面地形地貌条件分析技术”的成熟度评分最高，显著优于其他技术；这一结果与航天领域发展现状吻合，相关技术经由各国探月任务的广泛应用与验证。“月球同步卫星遥感勘测技术”“月面飞行器地形地貌测量技术”的成熟度评分较高，在航天领域中得到较多应用。“月面基础设施循环再利用技术”“月面极端灾害监控预警技术”等尚处于研发阶段，在航天应用上还不够成熟。

进一步分析了各技术成熟度评价的斯皮尔曼相关系数。图4展示了各技术大项成熟度之间的相关性关系，“工程设计技术”“选址规划技术”以及“运营维护技术”“选址规划技术”两组技术不存在相关性，其余技术之间均有显著的相关性。图5展示了技术小项成熟度的相关性权重。“月面光照条件分析技术”“月面飞行器地形地貌测量技术”作为月球探测技术，成熟度明显领先其他技术，属于可独立开展LIC的环节，故相关性权重较小。“月壤基类混凝土打印技术”“月面原位钻探技术”属于建造阶段的关键技术，需要各类技术协同应用，或者作为其他技术应用的前置条件，因而相关性权重较大。

（二） 我国LIC技术实现时间预测

通过问卷调查，基于专家对我国LIC技术从理论探索到工程应用进展的科学判断，获得了LIC技术实现预计结果（见图6），各项技术预计实现时间集中在2027—2039年。“选址规划技术”可率先达到应用阶段，主要技术内容在2030年前即可成熟，与我国正在开展的前期规划工作进展相匹配。“工程设计技术”的主要实现时间为2030—2035年，需要为设计阶段的技术整合与创新深化预留必要的周期。“工程建造技术”“运营维护技术”的全面实现预计在2035年以后。当然，LIC技术实现时间受到多重因素的影响，如国家航天领域的政策支持、战略规划、资金投入将直接决定关键任务实施和技术研发的进度，人工智能等前沿技术的拓展应用有望加速LIC技术发展。

（三） 国内外LIC技术发展评价

在问卷调查中设置了“不同国家和地区在LIC技术方面的发展水平与国际最高水平之间的比较”选项，向专家征询了中国、美国、欧洲、俄罗斯、日本的LIC技术发展所处阶段（国际领先、接近国际水平、落后于国际水平），据此计算各选项的专家认同度（回函专家选择某选项的人数占回函专家总数的比例，按照专业背景设置不同的权重系数），形成了各个国家和地区LIC技术发展的评价结果（见图7）。我国的各项技术均仅次于美国，其中工程勘察技术、工程设计技术的国际领先认可度较高。

各个国家和地区的LIC技术发展水平存在差异，为开展国际合作提供了机遇。各个国家和地区均难以在短时间内独立应对月球极端环境以及相应技术复杂性带来的挑战，联合开展LIC关键技术开发，可促成优势互补、资源共享、风险分担，从而推动国际LIC技术的整体进步。例如，美国的阿尔忒弥斯计划协议中由各参与国在具体项目上贡献擅长的技术或设备[50]，中国、俄罗斯发起的国际月球科研站项目在方案论证、技术开发、工程建设、运营维护、科学研究、人才培养等方面与国际伙伴开展合作。

（四） LIC技术发展的制约因素

在问卷调查中设置了“该技术发展的制约因素”选项，获得专家对各类技术发展制约因素打分的平均值（见表4）。“月面极端环境限制”“建造资金和资源有限”是LIC技术发展的主要制约因素，“建造自动化程度要求高”“月面可用建造材料单一”的制约程度随后，可见建造技术对LIC技术发展的制约较明显。“国际空间法律体系与制度空白”对LIC技术发展的制约程度最低，这与当前空间探测多为各国独立进行的实际情况相符。

五、 月面基础设施建造的重点任务与关键技术研判

（一） LIC重点任务

1. 月面能源基础设施

能源供应是月球基地正常运作的关键支撑，直接影响其他基础设施的建设和运行。太阳能发电是最为成熟和可行的能源方案，已在诸多空间任务中得到充分验证，在极区光照充足的环境条件下更是具有应用优势。单纯依赖太阳能发电难以保证持续供能，故储能、输电将成为关键的配套任务：前者用于调节太阳能发电供应的不稳定性，后者在月面复杂地形条件下提高电能的分配效率。此外，核能发电虽然具备长期稳定供能的潜力，但受限于技术成熟度等因素，不宜作为近期的优先发展任务，更宜作为远景能源方案。

2. 月面生产基础设施

建设月面生产基础设施，可提高月球基地的自主运行能力，减少对地球物资的依赖。氧气生产、水资源开采、资源回收等任务被视为优先发展任务。氧气供应是航天员生存、推进剂制造的关键资源。水冰开采可为生命支持系统提供水源，通过电解制取氢／氧燃料，事关地月往返、前往更远深空的能力。金属冶炼、植物栽培、废物循环利用等也是月球基地长期可持续发展的重要任务。逐步提高月面生产体系的效率和自动化程度，支持月球基地的规模化运营。

3. 月面通信导航基础设施

月面无线通信基站、对地／对天观测设施、定位授时系统等通信导航系统是保障月面任务顺利执行的重要支撑，也是当前的优先发展任务。月球缺乏大气层，电磁波传播条件特殊，地月通信存在显著延迟，因而建设高效通信网络和定位授时系统至关重要，将保障航天器运行、探测车自主移动、航天员行走定位等任务中的信息传输与精确定位。对天观测系统有助于开展空间环境监测，为未来的深空探测任务提供基础条件。

4. 月面居住基础设施

月面居住基础设施建设直接关系到航天员的长期驻留和月球基地可持续发展。刚性居住舱、柔性展开居住舱均为可行方案：前者结构稳定，防护性能更好；后者便于运输，在月面展开后可提供更大的生活空间。此外，利用熔岩管等月球天然地形并进行针对性改造，也可成为长期驻留的解决方案，将减少人工建造的复杂度。未来，居住基础设施建设可能逐步从预制 ‒ 发射舱转向原位建造，以提高环境适应性并降低运输成本。

5. 月面交通基础设施

月面交通基础设施建设对提升月球基地运行效率、扩展月面活动范围具有重要作用。着陆垫、发射台建设是当前最为紧迫的任务。飞船在着陆和起飞时容易冲击月壤并产生大量的粉尘，影响操作视线和设备运行，因而建设稳定的着陆平台将减少粉尘干扰并提高安全性。随着月球基地的扩展，建设月面道路、轨道运输系统将提升物资和人员的运输效率，减少长距离行进的能耗。初期，交通系统将以短程月球车为主；在基地扩展后，可引入固定运输网络来满足规模化的运营需求。

（二） LIC关键技术

1. 选址规划

月面基础设施的选址规划具有复杂性，不仅表现在月球环境的基本认知尚不充分，而且涉及多种因素的综合评估，如资源获取便利性、能源供应稳定性、拓展空间可行性等。对于月球局部地区的资源储量、地质构造、长期适应性等，目前开展评估仍存在较大的不确定性，直接影响月球基地选址规划的长期可行性评价。从调查结果看，现有的月球地形、光照、温度等基础环境参数评估技术较为成熟，还需要进一步结合勘察技术，提高数据精度，建立更加全面的多因素决策模型，确保选址规划方案兼顾短期任务需求和基地长期发展。

2. 工程勘察

工程勘察数据是开展月面基础设施规划、设计、施工的基础条件。从调查结果看，在宏观尺度上采用月球同步卫星、移动测量车辆、月球飞行器等进行月面测绘的技术较为成熟，但针对局部地质条件、月壤力学特性的勘察技术仍然存在明显不足。现有的探测手段局限于月面表层信息，而对月壤深层结构的了解仍然有限，在月球环境条件下进行高效、精准的工程勘察仍然是技术瓶颈之一，需要深入研究并加快建立适用于月球环境的工程地质评估能力。

3. 工程设计

综合考虑多种极端环境因素，如强辐射、剧烈温差、微陨石撞击、月震等，才能开展月面基础设施的工程设计。从调查结果看，辐射防护、结构轻量化、保温隔热设计等技术已有一定的工程应用基础，而在系统集成设计、生命维保系统等技术方面需要开展可靠性验证、强化复杂环境适应性。此外，在微陨石防护、抗震设计等主动安全防护方面存在明显的技术短板，需要加强前沿材料、仿生结构等研究，抵御月球环境突发风险。

4. 工程建造

工程建造技术的整体成熟度偏低，是开展月球基地建设的主要技术瓶颈之一。现有建造方案大致可分为地面预制 ‒ 月面组装、原位建造两大类：前者将预制组件从地球运送至月球后进行组装，面临运输成本、灵活性等方面的约束；后者利用月壤等原位资源进行现场建造，但相关技术仍处于验证阶段，未达到工程应用水平。从调查结果看，基于原位建造方法是更具潜力的技术方向，但在月壤材料成型性能优化、打印设备适应性、施工自动化控制等技术方面需开展深入研究。

5. 运营维护

月面基础设施的长期运营和维护是极大的挑战，而且随着任务的复杂化，依靠人工干预的运维模式难以长期维持。从调查结果看，月面设施巡检、自动化维修、资源再利用等存在技术空白，进行地月远程协同维护、提高设备自主诊断和修复能力、实现资源循环利用都是需要加快突破的核心内容。需要进一步提高月面基础设施的自主管理能力，减少对地球人工支持的依赖，推动月球基地的长期自主维持运行。

六、 结语

建造月球基地是开展深空探测战略任务的关键支撑，自主掌握LIC能力是国家太空权益拓展和资源利用的重要基础。本文系统梳理了全球月面建造任务体系与技术发展态势，通过跨学科专家问卷调研与数据分析，凝练出以月面配电系统为代表的核心任务清单，涵盖月面地形地貌条件分析技术在内的关键技术群。首次对我国月面建造关键技术的成熟度现状、预期突破时间点、相较国际领先水平的差距，月球极端环境、建造资金和资源等核心制约瓶颈进行了系统性的量化评估与对比分析，综合研判了未来十年应优先部署的重点任务与技术方向。

未来，我国LIC能力将从基础技术积累向系统集成应用迈进，加快推进关键技术的工程化验证与实用化部署，优先考虑实施月面太阳能电站、制氧站等基础设施建造。在LIC技术路径上，可优先突破月面勘察、月壤打印等核心技术及装备，形成一批工程示范技术；同步建设高保真模拟平台、多场景地面试验体系，形成月面复杂环境和作业条件模拟能力，提升关键技术的熟化能力。进一步完善“政产学研用”协同机制，推动科研机构、工程单位、应用部门的联动布局，推动重大专项牵引下的多学科融合创新。此外，搭建LIC专用的空间实验平台，积极开展国际月球科研站合作，推动技术标准互认与设备接口兼容，增强我国在LIC领域的国际影响力与规则引领力，为月球开发与深空探测提供坚实支撑，为人类月球探索的规模化开发贡献中国智慧和中国方案。

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基金资助

国家重点研发计划项目(2021YFF0500300)

中国工程院咨询项目“重大工程技术创新与管理”(2023-JB-09)

“中国月球基地建造战略研究”(2023-XZ-90)

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