第一作者：加州大学戴维斯分校博士后 张宁

责任通讯作者：rabey雷竞技 段华波 副教授

期刊名称：Nature Astronomy

期刊月份：2025年10月

研究背景：

在新一轮全球太空竞赛中，月球被重新定义为人类活动的“延伸空间”。各国航天机构与商业企业相继提出建设永久性月面基地的计划，涉及就地资源利用（in situ resource utilization, ISRU）、月壤打印建筑、能源自给与生命支持系统等多项前沿技术。其核心逻辑是通过利用月球原位资源，减少从地球向外输送物资的依赖，从而实现能源与材料闭环。然而，这一构想背后的环境代价与地球关联被普遍忽视。

近年来，已有研究开始关注太空工程活动对地球系统的反向影响。火箭发射及再入所产生的高空排放被认为是潜在的新型气候压力源，二氧化碳、黑碳、氮氧化物及氯化物直接释放至平流层，可能改变臭氧化学平衡并干扰辐射传输。据估算，2019年全球平流层发射约排放5.8 Gg CO₂、0.28 Gg 黑碳和0.5 Gg 活性氯化物，这些物质在高层大气中停留时间长、扩散能力弱，对极区臭氧层破坏尤为敏感。随着登月任务频次上升，这种累积效应有可能突破当前对高层大气环境的监管阈值。

与此同时，支撑月球建设的地面工业体系仍高度依赖化石能源与高碳制造。无论是发射器材、动力系统、能源单元还是建筑设备，其全生命周期的物质与能量输入均根植于地球工业体系。若缺乏系统评估，这一产业链可能成为隐性的环境外部性输出通道，将地球资源压力转移至“太空扩张”的名义之下。

结果与讨论：

作者发表的最新评论指出，月球建设的环境负担并未因空间位移而消失，而是被重新分配至地球的生产、能源与排放环节。这种“地外活动的地内成本”表明，当前的技术路线在可持续性方面仍存在显著盲区。火箭发射排放构成最直接且短期内难以规避的压力源。发射废气与颗粒物主要分布于平流层与中间层，具有强吸热性与臭氧反应活性，其化学效应与气候反馈尚未被充分纳入全球碳核算与气候模型。若未来进入高频发射时代，这一排放类别可能从“边缘因素”演变为全球气候系统的重要变量。

目前所谓的“就地资源利用”并不等同于环境独立。即使建筑材料主要取自月壤，其设备制造、能量供给与运维系统仍需地球支撑。热烧结、硫基复合、3D打印等过程均依赖地面生产的高精密组件与能源密集型材料，其生产链与发射活动的排放被系统性低估。换言之，月球建设在初期阶段仍处于对地球资源的深度依附状态。太空基础设施的寿命与报废问题构成新的生态风险。月面设施在强辐射、极端温差和尘埃环境下的退化速度远快于地球建筑，其失效与废弃将加剧太空碎片积累，形成长期轨道环境污染。

作者的研究建议，将月球建设纳入地球行星边界框架进行考量。行星边界概念强调人类活动必须在若干关键阈值内运行，以维持地球系统的稳定性。若不将太空开发的能耗、物质流与排放量计入同一评估体系，则可能在“脱地”扩张的过程中突破生态安全界限。因此，未来的月球建设治理应在技术论证阶段就引入环境核算机制，包括发射排放上限、跨域资源核查与轨道碎片约束等制度化工具。只有当太空活动被纳入地球整体环境管理框架之中，“离开地球”的建设行为才能真正具备可持续意义。

原文衔接：https://doi.org/10.1038/s41550-025-02680-x