建立月球工业和开采无公害的核原料，是月球永久基地的重要工作。高真空和低重力，使月球工厂能生产出许多地球上不能或难以制造出的高性能材料。月球土壤里有大量的核原料——氦3，它是一种核聚变最理想的燃料，用它发电，不会造成环境的污染。
最后要把月球变成宇宙航行的中转站。从月球上向其他星球发射探测器和宇宙飞船，要比地球上容易得多。近来月球上又发现了水，这不仅可供航天员生活之用，而且用水制造出的液氢和液氧，正是火箭所用的燃料。未来人类远征宇宙之时，月球必然会成为不可多得的跳板和中转站。
现代天体物理学研究中有哪七大难题
大千世界，五光十色；漫漫宇宙，更充满了许多奇迹。自古以来，人类就有飞出地球、探知宇宙奥秘的愿望。可是直到今天，人们对宇宙仍然知之甚少。随着对宇宙探索的深入，越来越多的新问题等着我们去解答。
在现代天体物理学中，有如下一些重大课题亟待有志者去探索。
第一大难题，宇宙的起源和演化的问题。特别是对于宇宙的起源，应当如何进行描述。
第二大难题，宇宙的开放抑或封闭性的问题。这是一个很重要又很基本的问题，至今仍未解决。
第三大难题，星系和星系团的起源和演化问题。大爆炸宇宙学要求宇宙是均匀的、各向同性的。这在比较大的尺度上是对的，但科学探测发现在比星系团更小的层次中出现了不均匀。这也是一大科学之谜。
第四大难题，各类星系之间的物理联系和演化联系问题。在已经发现的各类星系之间到底在物理和演化上怎么联系，至今人们知之极少。
第五大难题，关于黑洞的问题。这在前面已有所提及。对黑洞的存在与否的证明，科学家们还没有比较完美的解释。
第六大难题，超高密度物态和晚期恒星问题。除了中子星以外，还有没有其他类型的高密度的晚期恒星，如夸克星和反常中子星等。
第七大难题，异常的天体或天象问题。比如，1973年发现的宇宙γ射线爆发至今尚未清楚。
宇宙空间是人类的巨大财富，对上面的难题，每解答一个，就标志着人类向宇宙深处又迈出了新的一步。
进入人类的第四环境要克服哪些难关
第四环境是指太空，陆地、海洋、大气层是人类的第一、第二、第三环境。这是科学家们在1981年召开的国际宇航联合大会上所取得的共识。
一般而言，第四环境通常指距地球表面100千米以上的空间，也就是地球稠密大气层之外的空间区域。
进入第四环境是人类千百年来为之奋斗的梦想，现在人类通过先进的航天技术，进入一定范围内的太空去探幽揽胜已不是什么难事。然而，你千万不要把太空之旅看成有如从北京坐飞机飞往广州一样容易。
你知道吗？人类要进入第四环境，必须闯过四道难关。
首先遇到的难关是克服地球的引力。我们知道，在地球表面附近运动的物体，只有达到7.9千米/秒的第一宇宙速度，才能成为地球的卫星；达到11.2千米/秒的第二宇宙速度，才能像地球一样成为太阳系的一颗新行星；达到16.7千米/秒的第三宇宙速度，才可以飞出太阳系。
其次，我们通常的衣食住行都是在地球的大气层中完成的，长期的进化使人类已经适应了大气环境，但宇宙展现给我们的却是真空环境。在进行太空飞行时，人们必须想法克服宇宙真空所带来的一切不便。
第三，人们必须适应剧烈变化的温度环境。地球上最大的温差一般都在几十度的范围之内；而在空间，如果离地球不远，向阳面和背阴面的温差可达好几百度；在远离恒星的空间，环境温度接近于零下270℃，而在恒星附近，温度则会高达几百至几千摄氏度。
第四，有害辐射是人类奔向太空的又一大拦路虎。就目前而言，地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线对人体带来的影响最为巨大。
以上列举的种种难关，曾一度使充满梦想的人类仰望着神秘莫测的宇宙星空一筹莫展。不过，在高科技高速发展的今天，上述所谓难关都已经为聪慧的地球人所一一克服。从1957年以来，人类总共耗费上万亿美元用于航天技术研究，总共发射了5000多个各类航天器。
可以说，随着人类对第四环境的突破，人类文明又产生了一次巨大的飞跃。今天，在人类一步紧跟一步的深入探索面前，无限的宇宙似乎也正在变得越来越小。
人能在地球外长期生存吗
人类得以在地球上生存、发展，是因为地球具有得天独厚的优越条件。这些优越条件包括：稳定的大气压力，适度的氧气浓度，适宜的温度、湿度和充足的洁净淡水。在这样一个物理环境和化学环境中，动物和植物的相互依存构成了一个十分复杂而又完善的生态系统，既为人类提供了丰富多样的食物，又保证了大气和水环境的动态平衡。
地球周围的大气层是人类安全的头号保护伞，主要是由氮、氧和水汽组成，厚度达100千米。大气极大地减弱了来自太阳的辐射危害，并使大量撞击地球的流星在摩擦中化为乌有。
同时，地球的磁场又可以将来自银河系及太阳的高能带电粒子俘获，将其集中在远离地球表面的区域。磁场是地球的又一把保护伞。
因此，地球不仅是人类的摇篮，也是人类的安乐乡。一旦离开地球，进入茫茫太空，人还能生存吗？
1961年，前苏联航天员加加林乘“东方一号”宇宙飞船在太空飞行了108分钟，开创了人类探索太空的新纪元。
1966年，美国宇航员乘“阿波罗”飞船首次登上月球。此后，俄罗斯宇航员在“和平”号空间站飞行428天。这都是人类探索宇宙的重要里程碑，也是人类进行地球外生存的尝试。
虽然进行太空飞行的宇航员几乎都安全地回到了地球，但这些初步尝试是否表明人类可以在地球外长期生存呢？
在这些尝试中，宇航员的生存靠的是载人航天器中的人工环境，宇航员离开座舱在太空中行走也是在舱外宇宙服所提供的人工环境的保护下实现的。
在地外生存所需的条件方面，有氧、水、食品和能源的供给问题。而在现有的技术条件下，除了能源可以依靠太阳能之外，其余几项都得从地球补给，这就严重束缚了人的活动范围。
除此之外，太空生活中还存在着诸如失重、辐射等许多威胁人的安全和健康的基本因素，这些因素不靠特殊的方法是难以克服的。而目前人类所掌握的技术离解决这些问题还有很大差距，短期内恐怕无法有突破性进展。
未来的宇宙服是什么样的
人类飞出地球，跨入太空时代早已来到了。进行太空活动时，宇航员必须穿上特制的衣服——宇宙服或太空服。到目前为止，人类已经使用了好几代的宇宙服了。
最早的宇宙服于1961年在美国问世，它是由当时美国空军的飞行服改进而来，由氯丁橡胶涂在布上的防护层和经过氧化铝处理的强化尼龙的内绝热层叠合而成。
20世纪60年代中期实验双子星座计划时，美国又开发了第二代宇宙服，这种宇宙服在空气压力囊外面蒙上了一层用特氟纶混纺材料织成的网，具有很好的运动性。
第三代宇宙服是实施阿波罗计划时使用的，由内绝层、压力层和限制层几层重叠，外面还有保护层，与前几代宇宙服相比，第三代宇宙服的根本性进步是采用了便携式生命保障系统。
目前宇航员使用的宇宙服可以说是第四代了。此前的宇宙服是定做的，一件宇宙服只能用一次，已不能适应频繁的太空飞行的要求了。
第四代宇宙服根据人体造型和宇宙服分为几个部分，分别规格化为特大到特小几种尺寸，然后成批生产，加工成现成服装。宇航员只需从中选择合身的各个部分，重新加以组合就可得到一套满意的宇宙服了。
使用后，先把宇宙服分解为几个部分，各部分清扫后收藏，以备再次使用，计划使用寿命为15年。
第四代宇宙服内的生命保障系统可以在7个小时内向激烈消耗体力的宇航员提供必要的氧、冷却水、电力。不仅如此，头盔内侧还可供给500毫升的饮料和少量的宇宙食品。
为了迎接21世纪太空站时代的到来，美国航空航天局正致力于开发新型宇宙服。与过去的宇宙服相比，它在外观上是不同的，其全身都将是金属铠甲那样的刚性结构，仅关节部分是可折皱的软结构，宇宙服的内压也比以前的0.3个大气压高，达到0.5个大气压，宇航员穿上后不必像以前那样，在太空行走前要有准备过程。不过，这种新宇宙服的运动性能比较差，重达90千克，看上去很笨拙。
宇宙服的制造和发展时间非常短，未来的宇宙服将会怎样？读者可以尽情地去想像。
人造卫星可用来发电吗
太阳是太阳系中热能的供应者，地球上的一切生命都依靠太阳。但是，目前人们对太阳能量的利用非常少，大多数太阳能未得到利用。
为了更充分地利用太阳能量，美国科学家提出利用人造卫星吸收太阳能来发电，以供地球人使用的设想。这种可以发电的人造卫星被称为“盗日者”——从太阳中“盗取”光和热。“盗日者”卫星将被安置在距地球约3.6万千米的轨道上，其运行速度与地球自转速度相同，所以它能相对固定在一个位置上。
卫星上有巨型太阳能电池组，面积和纽约的曼哈顿岛一样大。它几乎每天24小时都能高效率地获取太阳能，惟一不能“盗日”的时间是当月亮遮蔽卫星时，但时间很短，约15分钟左右。
太阳能电池组能够直接把太阳能转换成电能，再通过一个转换器，将电能转换为微波，然后发射到地面上的接收天线场上。天线场的面积有几个足球场那么大。由于微波穿过大气层时不会被吸收，因此地面天线场可以接收82％以上的能量。
这种装有太阳能电池的人造卫星体积太庞大了，所以在地球上建造好再发射升空是不太可能的，惟一的可行办法是在太空轨道上建造。这项庞大的工程需要数百名太空工作人员，每天，他们要往返地球和卫星轨道之间，进行卫星建造工作。
那么，这样巨大的工程是否合算呢？答案是肯定的。因为卫星发电有许多优点，如发电量大，每年50亿瓦的发电量与一座大型发电厂相比，是一个相当可观的发电量。其次，它几乎可以日夜不停地发电，不受日照、云雾、大气的影响，又不需要任何能量储存装置。就安全性而言，不会威胁地球上的居民。
不过，也有科学家对此表示担心，惟恐发射回地球的微波束会对大气层产生热效应，从而干扰飞机的航行和通信的通畅；微波辐射是否会影响到人和生物的生存，等等。
目前，这方面的技术已没有多大问题。不久的将来，地球上的居民就可用上“太空电”了。
谁在监视太空垃圾
1957年，人类向太空发射了第一颗人造地球卫星，开始了人类探索太空的新时代。
令人始料不及的是，在太空探索进展的同时，人类也制造出了许多太空垃圾。这些太空垃圾不同于地球上的垃圾，它们是人类高科技的产物。
迄今为止，人类已经向太空发射了3万多个飞行器，其中的大部分已解体成为碎片或小颗粒，总重量超过400吨。这么多的细小颗粒飘浮在太空中，会不会给太空飞行带来麻烦呢？当然会。1983年，“挑战者号”航天飞机就碰到过太空垃圾，当时只不过是一颗盐粒大小的漆片，但它把前舱玻璃撞出了一个豆大的洞。人们十分后怕：如果撞上的是一颗螺栓的话，很可能会酿成大祸。
另外，令人担忧的是，太空垃圾正在不断增加，并都集聚在近地轨道上，而这正是太空飞行物频繁往来之地。
美国出于太空安全上的考虑，于1990年建立了摩依太空监视基地，作为消除太空垃圾的第一步。
太空监视基地由三部分组成：一是空军摩依光学站，主要任务是测量轨道上运行的垃圾；二是摩依光学跟踪、识别实验室，专门从事控制、跟踪太空中的人造物体，并对其进行分类；三是地面光电学外层空间监视系统，基本任务是跟踪外层空间的人造物体。
监视基地装有世界一流的设备，主要设施是一台1.6米望远镜、激光导向和跟踪装置以及多种红外传感器、一台双筒望远镜以及一组配有激光电视摄像仪的望远镜。
摩依基地的运行，使人类对太空的掌握更进了一步，太空飞行的安全性也大大提高了。
人能飞出太阳系吗
人们常说“天外有天”，那么，“天外”的“天”究竟是什么样的呢？
当人们借助登月飞船踏上了月球之后，已经不满足于太阳系内的飞行了，而是把目光投到了更遥远的地方。
人们想知道，太阳系外有与我们人类相似的生命吗？那里的环境又是怎样的？是不是也有美丽的银河呢？
人的好奇心永无止境，为了满足这种好奇心，我们有必要了解：目前的星际探测工具——宇宙飞船能飞出太阳系吗？
同火箭上天一样，宇宙飞船、空间探测器能否飞出太阳系的关键之处就在于其速度。不过，这个速度已经不再是“飞上天”的速度了，因为这时的宇宙飞船和空间探测器不仅要挣脱地球对它施加的引力，还要进一步挣脱太阳以及飞行途中受到太阳系的其他行星、天体的引力。
科学家们计算出了三个宇宙速度，其中第三宇宙速度为每秒16.7千米，是飞出太阳系进入恒星际空间必须达到的速度，只有达到了这个速度，宇宙飞船、空间探测器才能飞出太阳系。
