建立月球家园
为进一步加深月球科学研究工作的深入，许多国家和组织正在实施重返月球计划，把月球探测纳入到最重要的空间科学计划，正在酝酿在近20年至30年内联合建立永久性月球基地，开发和利用月球的资源、能源和特殊环境。
人类21世纪的月球探测计划，主要围绕着三个主要内容进行的，即发射若干颗探测器详尽了解月球表面和内部信息，为建立月球观测站做准备；派出宇航员登上月球，进行更为深入的考察活动，为建立月球观测站和月球基地做准备；建立月球观测站，为建立永久性月球基地做准备；建立永久性月球基地，开展大规模月球研究和资源开发，为使月球成为人类前往其他星球的跳板做准备。
月球基地构想图
由于技术力量不同，目的不同，侧重点不同，世界上各航天国家和国家集团所制定的月球探测计划也是各具特色。
美国对月球深度探测
对月球的深度探测是美国宇航局（NASA）面向21世纪的重点项目。
作为美国重返月球计划的第一步，新型绕月卫星“月球勘测轨道器”正在研制，“月球勘测轨道器”的使命是对月球表面和月球环境进行前所未有的探测，所携带的各种探测器的测量结果，将对月球表面和月球环境进行前所未有的描述，为在未来10年航天员和机器人选定登月地点和为未来登月飞船的设计和研制提供有用的数据，它的考察成果对于人类重返月球的进度和方案具有重要意义。据了解，“月球勘测轨道器”的研制将在总结前几个月球探测器成功经验的基础上，采用成熟技术，分为4个阶段完成。
“月球勘测轨道器”项目和发射由美国宇航局下属的戈达德航天飞行中心负责，它由德尔它-2运载火箭发射，4天后进入月球轨道，在进入轨道的最初45天内，将对其携带的仪器进行测试，然后开始执行探测任务。
“月球勘测轨道器”采用三轴稳定方式，质量在1000千克左右，总功率为400瓦，推进剂的质量占一半以上，这些推进剂既用于把探测器送入月球轨道，还用于让卫星保持在一定的环月轨道上。
“月球勘测轨道器”的探测目标主要有：1.确定月球全球辐射环境，2.绘制高分辨率月球全球地形图。3.绘制高分辨率氧元素分布图。4.测量极地阴影区的温度。5.对永久阴影区表面拍照。6.确定极地阴影区是否真的存在水冰。7.初步选定可能的着陆地点。8.描述月球极地的光照环境。
“月球勘测轨道器”将运行于圆形月球极地轨道上，在一年的考察任务完成后，将进入另一个运行轨道，并将在此后的几年里，作为通信转播卫星继续发挥作用。
“月球勘测轨道器”的有效载荷有6种，它们是：月球轨道激光高度计，其分辨率的测量结果将有助于确定月球全球地形，测量被选择的着陆点的地势，搜索月球基地阴影区的水冰；照相探测器，能够拍摄月球表面的细微特征，辨别对未来的月球车可能造成的危险；中子探测器，用来探测月球表面的中子流量，以寻找可能存在的水冰，还将用来探测对人类造成威胁的空间辐射环境；月球辐射计，用于测量月球全球表面的温度，有助于确定低温区域和可能存在的水冰；莱曼—阿尔法测绘分光计，用于提供永久阴影区的图像，搜寻月面冰冻沉积物；宇宙射线望远镜，用于研究银河宇宙射线的生物性影响。
为实现重返月球的梦想，美国国家航空航天局已经着手开始建造新一代月球飞船，新的月球飞船名字叫“猎户座”。这种飞船不但可以为国际空间站运输人员和物资，而且还可以飞到月球轨道，甚至有可能将宇航员送到更为遥远的火星。
“猎户座”飞船由美国宇航局和洛克希德·马丁公司共同开发，已于2014年飞到国际空间站，2020年前用它将宇航员送上月球。
NASA工程师们确定了新飞船的最后设计方案，2006年9月，洛克希德·马丁公司在其休斯敦的探索开发实验室展出了飞船原型。“猎户座”太空舱直径约5.5米，是阿波罗飞船可居住空间的2.5倍。目前设计的“猎户座”飞船驾驶员和指令长的座椅旁边各有一个窗口，对接通道在座舱的顶端，与空间站或登月运载器对接口也在这里。“猎户座”驾驶舱有两种方案——往返空间站的6座位式和执行月球任务的4座位式都在设计中，座位采用可折叠的金属构架形式，以牢固的带子连接，这种设计的主要功能是可以保证在太空舱着陆后侧翻的情况下宇航员的安全。正对着主窗的空间用来放置电子设备、生活用品。
目前，美国宇航局新一代探月飞船“猎户座”已完成了初步设计，初具雏形。据介绍，新型登月飞船借鉴了阿波罗飞船和航天飞机许多成熟的技术，外形上与阿波罗飞船有些相似。这并不是说他们要模仿阿波罗飞船，而是由气动和物理特性决定的。因为虽然30多年过去了，航天技术有了很大进步，但是，飞船在飞行过程中的气动和物理原理是无法改变的。
“猎户座”登月飞船的新技术不仅体现在电子与计算机技术和软件的巨大进步上，还体现在现代材料和制造工艺、更大的舱内空间以及安全性的提升等方面，与阿波罗飞船舱的直径为3.9米相比，“猎户座”飞船的舱体直径为5.5米。
“猎户座”飞船借鉴了航天飞机固体火箭推进器和主发动机技术，在安全性上有很大的改进，与阿波罗飞船只有一套备用系统比，新型飞船具有双重的备用系统，事故概率由1/220降低到1/2000。
在“猎户座”飞船硬件的研制上，美国宇航局有周密的计划。为了制造出更为安全可靠的飞船，负责研发的公司将首先研制出样机，在技术型和安全性上进行不断的改进后，再研制正式的飞船。新飞船的研制费用估计将达到45亿美元，运载火箭的研制费用估计将达到50亿～100亿美元。
新型飞船在2008年进行不载人飞行，经过选择优化和改进后，2011年，进行一系列无人飞行试验，计划在2020年前后，将可以把4名航天员送入月球轨道。
美国航空航天局的官员说，他们有能力让航天员在月球上生活半年后，再把他们送回地球，因此，在新型飞船的设计上，它们将能够在月球轨道上运行6个月时间。
太空村庄构想图
“猎户座”飞船所有主要系统都集成在宇航员座位之上的倾斜触摸屏上，屏幕可以摆动，机长的座位位于主屏幕之下。这样，空间就比阿波罗大多了。除了运送宇航员外，“猎户座”飞船还可将科学研究和宇航员生活所必需的货物运到月球表面，既可保证宇航员执行月球探测任务，又为建立永久有人基地做准备。
“猎户座”飞船系统更加智能化，内部结构与设备比阿波罗飞船先进许多，具有21世纪的时代特征。洛克希德·马丁公司“猎户座”项目负责人克里奥·雷斯菲尔德表示：阿波罗不是计算机时代的产物。在“猎户座”中，我们将采用智能计算机，屏幕之间有键盘，航天员从中可以方便地获得你需要的所有信息，不会再为计算庞大的数字和开关而烦恼。设计者还为航天员设计了最好的操作系统、最好的窗户形状和其他方面。
“猎户座”的另一个关键部分是增加了两个太阳能电池板，为控制系统和主引擎提供电力，而原来的阿波罗号和现在的航天飞机的太空舱都是用燃料电池。
美国宇航局还投资1400万美元给波音公司，用于研究关键的飞船隔热板，以保护“猎户座”以超高的速度从月球安全返回地球。
不过，后来美国前总统奥巴马又突然宣布，美国不登月球了，而改为登火星，建设火星基地，不管是维持国际空间站的运行，登月球，建设月球基地，还是登火星，建设火星基地，“猎户座”飞船都是一个不错的运载工具。
欧洲步伐稳健
欧洲空间局在1994年提出了重返月球、建立月球基地的详细计划后，2004年2月又公布了曙光女神计划（AURORA），计划以月球探测作为技术演练、建立月球基地，在开发月球资源的基础上，以月球基地自然空间作为跳板和平台，实施载人登陆火星。欧空局公布的月球探测计划同样雄心勃勃：2020年前进行不载人的月球探测，2020—2025年开始载人登月，2030—2035年载人从月球登上火星。
欧洲的月球探测计划将进行三个方面或领域的月球研究工作：一是发射月球卫星，研究和获取高分辨率的月面地貌和地质图像；建立月面站和机器人系统，发射可返回的探测器，采样返回，建立月球前哨基地。二是在月球表面进行全方位的天文观测和月球的地质、构造及环境监测研究。三是建立生命科学研究基地，探索月球表面生存环境的形成，开展低重力、无磁场条件下的生理变化等航天医学工程研究。为实现上述目标，第一阶段，欧空局计划发射数颗月球卫星，并把一部登月舱和月球车送上月球，考察月球南极地形、地貌和环境，为未来建立月球基地积累数据资料。第二阶段，发射月球遥控机器人，进行月球化学成分分析和物理探测。第三阶段，就地取材进行月球上的材料生产。欧空局计划在今后几年发射数颗月球探测器，其主要目的是验证推进系统，为将来进行月球基地选址、了解月球水冰的分布等提供保证。
目前，世界航天国家都是用化学燃料作为动力推动航天器进行航天活动的，携带燃料的重量往往就成为决定航天器寿命的基本因素。因此，在一颗航天器中，燃料的重量几乎占了航天器总重量的一半以上。但是，欧洲科学家们想出了一个更新的办法——采用太阳能离子发动机作为主要推进系统，这样既节约能源，又减少了卫星携带燃料的重量；既可以延长探测器的寿命，又可以更多地携带科研设备。目前，该项技术正在投入试验阶段，已经取得了很大的成果。从这一信息可以看出，欧洲开展月球探测活动的侧重点是研究去月球的新方法和新技术，以加快航天新技术的演示验证，促进航天活动的发展。
欧洲月球-2000（Euromoon-2000）是由欧空局（ESA）提出的旨在探测月球资源的计划，该计划的目标是使带有月球车的探测器在月球南极火山口边缘软着陆，对月球土壤中的氧和氦-3含量进行分析。
该探测器包括了一个绕月卫星（MORO）和一个月球着陆器（LEDA）。进入月球环绕轨道后，进行包括拍摄照片，研究太空环境，并为安全着陆提供数据，经过2个月飞行，然后绕月卫星和着陆器分离，在月球表面软着陆。
欧洲空间局（ESA）是近十年来新崛起的航天国家集团。在大推力运载火箭研制技术、应用卫星研制技术上的迅猛发展，激起了欧空局国家在月球探测上独树一帜的强烈欲望。
分析人士称，欧洲探月行动没有美国、俄罗斯那般咄咄逼人的架势，然而他们素来“韬光养晦”，注重实效。从欧航局成立到探月计划的实施，欧洲从未表现出“赤裸裸的”抢夺月球和未来太空战争战略制高点的意图，而是着重强调“科研价值，资源开发和实践人类梦想”。
欧航局探月计划首席科学家弗英曾在英国科学协会节上表示，欧洲希望在月球上建立一个“挪亚方舟”，将地球物种的基因存储起来，当地球遭遇核战争危机或小行星撞击时，人类的生命可以得到延续。欧洲探月行动与其航空事业的定位息息相关，他们向来注重航天技术发展的民用功能。在2016年5月出台的欧洲新太空政策中，“欧洲价值观在太空探索中的体现”与“太空探索着重全球环境与安全监测”成为新政策的亮点。
欧航局并不禁止各成员国单独开展太空探索项目。在新一轮探月热潮中，德国、意大利和英国跃跃欲试。
英国曾公布的探月计划是在2010年前发射两颗探月器。英国科学家希望，将这项探月计划打造成一次全英式的奔月探险。在这项耗资近2亿英镑的计划中，英国准备在2010年左右向月球发射两颗探测器，任务是探索生命起源和宇宙进化的历史。
第一颗探测器的名字叫“月球耙子”。据说这取自一部1979年上映的007电影——即由著名影星罗杰·摩尔主演的《铁金刚勇破太空城》。但“月球耙子”的使命完全和太空城无关。英国太空研究主要资助机构——英国粒子物理与天文学研究理事会的科学家们说，“月球耙子”和另一颗探测器的目的，是通过对地球近邻月球的探访，探索生命起源的奥秘和宇宙进化的历史，并为将来飞向火星和木星做好准备。“月球耙子”探测器将以软着陆的方式降落到月球表面，对月球的尘土和岩石进行分析，寻找水和有机物存在的痕迹。如果着落成功的话，该探测器将成为首个在月球软着陆的欧洲探测器，并进行有史以来最为细致的月球表面数据研究。
第二颗探测器叫“月球莱特”。该探测器在接近月球后将沿月球轨道飞行，然后向月球发射出4枚“射钉”，深深地射入月球表面。4枚“射钉”中，至少将有一枚射向月球南极或北极，一枚射向月球赤道，其余的射向月球背面地区。4枚“射钉”的任务，是通过对月球地震信息和温度信息的收集，分析月球的表面构成和地理活动，其最深测量深度，可达到地下2米。据英国科学家介绍，这4枚“射钉”每枚重约13.5千克，采用军工技术生产，以保护其内部设备在撞击月球时不受损坏。据悉，4枚“射钉”撞击月球时的速度将达到每秒300米。
英国科学家将发射“月球莱特”视为对探索“木卫二”的预演。“木卫二”是木星的卫星之一，由于其构成结构和地球相似，一直被认为是最可能存在生命的星球之一。“月球莱特”如果成功的话，将有助于进一步探索“木卫二”。
这两颗探测器的使命是寻找陨星撞击地球信息。此外，科学家们还希望在月球两极地区找到冰，并通过对冰构成的分析，判断地球上的水是否来自宇宙天体的撞击。伦敦学院大学的安德鲁·科尔茨说：“在月球上找到有机分子物将会是一个巨大的成功，因为生命在那里没有可演变的方式。而且我们知道彗星可能是将水带往地球的重要方式，同样，它也许还把碳化合物带到了地球。在月球上找到有机分子物将为我们揭开地球生命起源提供线索。”
据悉，“月球耙子”和“月球莱特”两项计划将耗资5000万至1亿英镑，由英国政府和民间机构共同承担。
总部位于巴黎的欧洲航天局成立于1974年，现有17个成员国（奥地利、比利时、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士、英国）。它是欧洲国家政府间的空间探测和开发组织。欧航局官方宣言称，希望“集17国的人力、物力、财力，完成单个国家不可能完成的任务”。
其他国家紧步后尘
在美国、欧洲紧锣密鼓为进行月球探测和载人登月做准备的时候，其他航天国家也不甘示弱，纷纷制定自己的月球探测计划，并抓紧实施。
在人造地球卫星、载人航天和无人探测器接触月球中争得头功的俄罗斯，随着近几年来经济的好转，正在试图通过对月球和火星的探测，重振昔日航天大国的雄风。俄罗斯的月球计划拟分为三个阶段。第一阶段是2001年前建立月球探测网，为此将发射若干颗月球探测器，全面绘制月球图。第二阶段是2010年前后发射月球车，采集样本并运回地球研究，测定矿物质含量。第三阶段是在2020年后，建立月球基地，研究月球采矿工艺。俄罗斯航空航天局副局长莫伊谢耶夫宣布，俄罗斯将会在2020年至2025年间在月球上建成一个自动化基地。
俄罗斯能源火箭和宇宙有限公司在2006年8月31日宣布，俄计划于2011至2012年展开首次载人环绕月球飞行，并在此后进一步开发月球资源。公司董事长尼古拉·谢瓦斯季亚诺夫当天在莫斯科举行的第5届空间大会上说，该公司月球探险计划分三阶段：一艘联盟号载人飞船将飞往月球；在月球建立永久性基地；对月球表面展开工业性开发，特别是开采氦-3，以满足地球对这些资源日益增长的需求。显然，与美国一样，俄罗斯月球探测的主要目的也是月球资源。
1996年，日本提出了建造永久月球基地的计划，预计投资260多亿美元，在之后的30年之内建成月球基地，包括居住、氧和能源生产厂以及月球天文台等。
2005年1月，日本宇航开发机构重新公布了未来20年的太空开发远景规划草案，主要规划就是建立无人月球基地、通过国际合作开展载人航天活动以及建设作为小行星探测中转站的空港等。 日本宇航开发机构在2015年向月球发射机器人进行探测，并开始在月球上建立以太阳能为能源的人类研究基地。
日本近期的主要月球探测计划有：于2015年后，在月球表面建立一个采用太阳能矩阵和红外干涉仪的月球极区定位观测站，对月球开展系统深入的研究。因为阿波罗计划所探测的只不过是月球的一部分，月球的背面等很多区域目前还是未知数。因此，日本发射的探测器将对这些区域进行仔细的勘测，以期得出精确的数据。在日本的月球探测活动中，进行月球表面基地建设的研究是日本整个宇航战略的关键， 日本宣称争取20年后在月球表面建立无人探测基地，长远目标是建设一个6人的月球基地。其近期主要月球探测计划有：1.发射月球探测器，进行月表成像、月震监测、月表热性质和热流通量的测量、月球内部结构和月核研究。2.进行月球的全球性地形地貌、矿物岩石成分和内部结构的探测，进一步探讨月球的全球性演化。3.在月球表面建立一个采用大型太阳能矩阵和红外干涉仪的月球极区定位观测站，对月球开展系统而深入的研究。4.在2023年，研制载人往返系统，依据无人系统阶段的成果，建造有人系统。安装居住舱、食品生产舱和能源工厂。每隔6个月运送一批宇航员，每批宇航员在月球居住半年。空间资源开发利用领域：在2020年在太空建立一个巨大无比的太阳能发电系统，然后再将电能转换成微波，通过设立在地球上的微波接收站转化成电能，向使用部门输送。目前专门为此计划设立了项目小组。
美国建设月球基地示意图
日本将依靠自己的机器人技术，进行独创的探测活动。 日本宇宙航天研究开发机构计划向政府提交一份财政预算草案。据悉，这项预算将比以前增加6倍，达到6万亿日元（约合570亿美元）。上述目标的实现，雄心勃勃的日本将成为名副其实的第三个月球大国。
尽管目前这些计划尚无经费落实，但是日本宇航开发机构的负责人表示，希望能够得到政府支持，以在利用月球方面采取更多重要的步骤。
据了解，2011年至2012年，印度发射“月船2号”探测器，该探测器同样为无人月球探测器。印度已经在2015年前发射载人航天飞船，还希望能在2020年前实现登月。这两项计划预计将投入15亿美元。印度太空研究机构负责人奈尔博士表示：“这两项计划将完全由印度自主完成，印度将倾全国之力，调集国内最好的实验室和研发机构参与这些计划。”
《印度时报》近日引述印度空间研究组织（ISRO）主席马达范·奈尔的话称，在印度第11个五年计划（2007年～2012年）中，至少有70项太空发展计划，是前一个五年计划的2～3倍。在这70项计划中，从间谍卫星、大推力火箭到火星探测，可谓应有尽有。
我国制定了月球探测“三步走”的战略，目前，第一步已经取得圆满成功，第二步也已经紧锣密鼓地进行，诸如载人登月的计划也在论证中。
21世纪重返月球的计划，各个航天国家的想法都是不一样的。大多数科学家认为，新一轮月球探测热背后，科学价值和经济利益并存。美国、俄罗斯、日本侧重于月球资源的开发利用，欧洲更侧重于航天新技术的演示验证，中国、印度的侧重点还是关于月球科学的基础研究。
哪里是人类的月球家园？
建立永久性的月球基地，既是航天技术发展的结果，又是开发月球资源、建立月球工业、农业和星际飞行等活动的需要，月球基地作为地球的延伸，具有特别重要的价值。因此，建设“太空村庄”，一直是月球探测和研究活动的重要目标。几十年来，包括今天的一系列月球活动，都在为实现这一宏伟的目标而努力。
月球虽然很大，但不是什么地方都可以供人类安家的，就像在地球上要建房子需要选址一样，建设月球基地前也是需要精心地选择好地址的。
科学家认为，月球基地必须满足三个条件：一是基地必须能够与地球进行方便、及时的通信联系；二是月面比较平坦，有利于飞船的着陆和起飞；第三是月面下有丰富的矿产资源，以便开采利用。根据第一要求，基地只能建在月球正面，根据第二和第三要求，基地只能建在月海上。由于月海大都集中在月球北极，南极不多，因此，未来的月球基地建在月球北极的可能性是很大的。
如果将基地建在月球赤道附近面向地球，由于月球上每个月分成14个白天和黑夜，漫长的黑夜没有阳光，必须在白天储存大量的能量，以备在黑夜时使用，这里面就有许多复杂的技术问题。如果将基地建在月球的背面，在那里由于没有地球无线电波的干扰，非常适合于天文观察，但是基地与地球通信又非常不方便。科学家认为，从这些方面考虑，基地建在月球两极是比较合适的，既可以看见地球和太阳，且地势平坦，还有利于月球飞船的起飞和着陆，如果在月球的极区两面建太阳能发电站，可以利用太阳能发电，解决能源问题。因为不管在任何时候，总是有一个电站在工作。
有人主张比较高级的月球基地应该建设在月球溶洞内，不仅保温性能好，而且可以有效地保护航天员不受宇宙辐射和陨石的伤害。
月球家里的“家具”种种
月球基地需要配备哪些装置，才能保证航天员基本的生活和工作条件，许多科学家开展了许多研究工作。
首先，要根据基地发展的不同阶段，建造不同的居住舱，用来为航天员提供一个可以在里面吃饭、睡觉和开展工作的环境。在进行初级月球基地建设的时候，航天员可以直接在飞船的着陆舱里生活和工作，既安全又简单。也可以单独建一个移动式居住舱，移动式居住舱好像一间房子下面安装6个或8个轮子，启动电动传输装置，这间大房子就可以在月面上自动移动与行走，其最大的优点是航天员可以根据工作的需要，在月面上进行移动考察，解决了交通问题，如果建设固定基地，是非常不方便的。另外移动式基地比固定式基地更为安全，可以根据各种情况随时搬家。移动式居住舱不仅可以在建设初级基地时使用，建设中级基地的时候也可以使用。当发展到建设高级月球基地的时候，航天员就不能像月球基地建设初期那样住在登月舱里凑合，或者像旅游者一样住在“房车”里。高级月球基地一般采用硬结构的固定式的居住舱，其结构既可以是金属机构的，也可以是钢筋混凝土结构的，里边配置的设备也远比当初要奢侈和安全得多。
其次，要有生命保障系统。月球上没有空气，人在上面生活必须有一个适宜人生存的小环境。月球基地生命保障系统的作用就是营造一个像地球上一样的局部环境，在这个小环境里，有与地球上一样的压力，有饮用水，有可供呼吸的空气，还要有适宜的湿度、温度等人生存所需要的基本要素，只有这样才能维持宇航员的生命。
第三，要有月球表面漫游车。航天员坐在移动式居住舱行走，毕竟不方便，在月球上进行科学考察活动，又不能总是靠两条腿走路，航天员在月球上的交通问题，必须借助于月球车，这样，才能提高工作效率，不把大量的时间浪费在路上。
第四，要有出舱活动系统和供电系统等。
我们可以想象，人类未来建设的月球基地，样子肯定与地球上的建筑差不多，千奇百怪的。它也许是方的或者圆的，也许是用膨胀材料建成的，也许是用钢筋混凝土建成的。但是，无论是哪种形式的，都既有优点，也有缺点。比如，用膨胀材料建成的基地，其优点是质量轻，有利于建设基地时的运输，但缺点是由于结构强度差，很容易损坏；另外，这种结构不利于承受月球陨石等撞击，一旦被戳出个大窟窿可就麻烦了。因此，这种材质的基地安全性差一些。钢筋混凝土建成的基地虽然结实，但是在建设基地的时候很不方便，仅建筑材料的运输就是一个大问题。
目前，月球科学家关于月球基地的设想有多种，其中一种设计是一个圆顶的建筑物，基地内与外界完全隔绝，温度可以控制，在里面待着非常舒服，航天员生活和工作，就像是在家中似的。由于月球有些许引力，工作人员们可以在床上休息，在餐桌旁用餐，还可以淋浴。基地内将安装各种各样的试验设备和仪器，为使室内有较大的空间，有些设备将放在基地附近，但又不能太远，以便使用。而有的设备由于地形的因素，或者为使相互之间不受干扰，则要放在几千米以外。长期在那里工作的宇航员最重要的工作之一是操作和维修这些设备。为使基地内有充足的电能，可以使用大型太阳能发电装置和从地球运送的密封或基本密封的核能装置，这些装置将保证航天员在月球上用电就像在地球上一样方便。
月球基地建成后，如果是在月球上停留一两周时间，还可以承受，如果停留较长时间，就面临着一系列问题：如何适应月球低重力的影响问题，如何解决饮用水的问题，如何在月面上生产氧气的问题，如何解决电能的问题，特别是如何防护宇宙辐射的问题等等。因此，科学家认为，将来建设高级月球基地或者移民月球，就要考虑设置人工重力，使生活在那里享受跟地球上一样的重力环境。在月球基地上生活，节约水是非常重要的，如果要建设高级基地或在月球上长期停留，生命保障系统必须是再生的，将生活用水或尿液经过处理后变成生活用水。
月球建家困难多
建造一个永久性的月球基地，不知道比在地球上盖房子要复杂多少倍，更比建造一个空间站要复杂得多，仅所需要的材料的运输就是一件十分艰难的工作。因此，科学家认为，在用宇宙飞船和航天飞机运送材料的同时，随着航天技术的发展，可以尽可能地利用月球上的矿石，就地加工成所需的材料。如用月球机器人将月球表面挖开一个5米深的沟，然后放置一台3米高的加热器，盖上2米厚的沙土，加热到1200摄氏度左右，沙土被融化成玻璃状冷却后就变成几厘米厚的沙壳，或在居室顶上覆盖一定厚度的月土，这样就可以解决辐射防护问题了。
据报道，美国工程师曾经用阿波罗号飞船带回来月壤制成混凝土，其强度很大，完全可以用作月球基地的建筑材料。据估计，190吨月球沙土含有15～16吨含氧铁矿物，可生产一吨氧气，可维持月球上10人一年的需要。
然而，到月球上去居住，必须解决空气、水、食物、重力和辐射防护等几个基本问题。科学家计划研制一种装置，能在月球两极和永久遮阴的陨石坑中提取氮、氢和水。有了水和空气，可种植植物和饲养动物，解决食物问题。食物、水和氧气问题解决后，至于人类能否适应月球这种较小的重力，要通过实验来验证。
可以预测，在建造月球基地的工程中，地球和月球之间的交通将变得繁忙起来。科学家认为，用一种航天器直飞是不合算的，因为航天器加速和减速要消耗大量能源，大部分时间在真空中飞行的航天器，通过地球大气层时的那些复杂设备完全用不着。因此，月球运输可以采用分段接力的办法进行，即客运和货运飞船从地球上出发，飞抵近地轨道上的航天港，然后再由转运飞船接替，飞向月球轨道航天港，最后由登月器接替飞往月球基地。返回程序则相反。
尽管建设月球基地，实现月球定居困难重重，但是我们完全有理由相信，随着时间的推移和空间科学技术的进步，这些困难都是可以解决的，人类必将以新的姿态重新踏上月球，到那片神秘的土地上居住和工作。
未来的太空城构想图