自主機器人將挑大梁：月球基地初期 99% 建設由自動化機具包辦

全球重啟的登月競賽正為人類建立永久定居點鋪路，但在最初階段，粗重的基礎建設不會由太空人親自操刀。根據 NASA 官員指出，月球表面的基礎建設工作幾乎將全由自主機器與機器人系統包辦。

NASA 月球基地計畫專案經理 Carlos García-Galán 表示：「在最初幾年，月球基地的建造工作有將近 99% 都會交由機器人完成。」隨著初期太空人任務預計於 2028 年展開，NASA 期望在 2030 年代打造出佔地數百平方英里的基地規模，涵蓋居住模組、科研前哨站、資源開採工廠與降落平台。

深入嚴酷極端環境的自主作業機隊

月球環境充滿極端的物理威脅。白晝溫度超過 250°F，在長達兩週的月夜期間則會驟降至 –200°F 以下。而在工程師期望能開採寶貴水冰的月球南極永久陰影坑中，氣溫更可能跌破 –410°F。

由於太空輻射與微隕石限制了人類在月表停留的時間，在長駐人員抵達之前，必須先由機器人系統打好地基。自任務啟動的第一天起，各項設備便將全面導入自主運作能力：

• 遠端與自主運輸： NASA 的次世代月球地形車（Lunar Terrain Vehicle）設計不僅能搭載太空人，還能自地球進行遠端遙控，或是具備完全自主導航能力。

• 地表整地與挖掘： 由機器人組成的推土機、破碎機和挖掘機車隊將負責挖掘地基、整平崎嶇地形，並在降落區周圍建造阻擋塵埃的護堤，以保護精密設備免受火箭排氣帶起的高磨蝕性碎屑衝擊。

• 原位製造（In-situ manufacturing）： 民營太空航太公司 Blue Origin 於 2023 年在實驗室測試中證實，可利用模擬月壤製造太陽能電池與導線，這為未來直接利用當地岩石就地取材、製造電力硬體的機器人組裝工廠指明了方向。

相關系統的測試目前已全面展開。密西根理工大學（Michigan Technological University）行星表面技術開發實驗室主要研究員 Paul van Susante 指出，參與 NASA「Break the Ice」挑戰賽的團隊，已在模擬月球土壤與重力環境的真空室內評估了自主挖掘漫遊車的表現。

機器人作業的電力供應

要在長達 14 天的月夜中運作重型機具，單靠傳統太陽能電池陣列顯然難以支撐。規劃團隊正將目光投向汽車大小的核反應爐，這類反應爐無需重新裝填燃料即可自主運轉長達十年。

NASA 計畫在 2030 年前於月球部署小型核電廠，而中國與俄羅斯則以 2035 年左右為目標。這些小型反應爐將扮演集中式電力樞紐的角色，讓機器人漫遊車與自動化施工設備能夠自主進行充電。

抵禦具磨蝕性的月球塵埃

自主系統還必須能抵禦月壤（lunar regolith）：這是一種邊緣尖銳且帶有靜電的塵埃，極易磨損機械密封件、齒輪與馬達。甚至只要在 3,000 英尺外發射火箭，揚起的銳利碎屑就足以對周遭基礎設施造成如噴砂般的嚴重破壞。

為了保護硬體，工程師正在導入動態電動防塵罩（electrodynamic dust shields，EDS），該技術透過表面交替變化的電流來驅逐微粒。這項技術已在 2025 年由 NASA 資助的機器人月球任務中於月表獲得驗證。其他正在開發的解決方案還包括自動化氣體噴射器，能中和靜電以清除感測器與外殼上的塵埃。

若這些自主先鋒系統取得成功，未來十年內所建立的初期前哨基地，可望在本世紀末演進為自給自足的月球定居點與工業樞紐。