李琛，魏奎先，李阳，马文会，赵斯哲

（1.昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明，650093；2.云南省高校空间冶金军民融合重点实验室，云南昆明，650093；3.中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心，贵州贵阳，550081；4.昆明理工大学真空冶金国家工程实验室，云南昆明，650093）

探索月球与建立月球航天基地会极大地促进世界科技的发展，推动人类文明进步。自人类首次登月以来，许多国家先后进行了月球探测器的研发以及登月计划，如欧洲航天局的SMART 计划、日本的Kaguya 计划、中国的嫦娥工程、印度的Chandrayaan 计划、美国的Apollo 计划、月球侦察轨道器（LRO）、GRAIL 以及前苏联的Lunar 计划等。美国在Apollo 计划之后开展了一系列科学实验，制定了许多月球表面矿产资源原位利用技术（ISRU）方案。PAUL[1]分析了载人月球和行星探测的经济性，回顾了月球的资源和利用方案，指出使用月球和行星资源可以将行星际飞行的成本降低75%~90%；HAWKE等[2]提出可以依托富含钛铁矿的火山洞建立一个永久性月球基地；CARPENTER 等[3]认为，扩大探月规模与降低成本可由科研机构对原位资源提取与利用的研究来实现。由于地月运输的成本过高，月球基地的建造需要先进的ISRU技术提取人类建造月球基地所需的金属（如Ti，Si，Al 和Fe 等）与维持生命所需的H2O 和O2等。月表存在低重力高真空度的极端环境，因此，实现资源的开发利用需要探索大量在地球上很难达到的工艺控制条件，这引起了全世界科研工作者的浓厚兴趣，目前已取得很多突破性进展。

1 月球表面的资源与环境

人类对于月球的探索已有很多年，随着光谱和遥感等技术的发展以及对采集月壤样品的分析，月球表面的资源分布已经被人们熟知。……