研究证实：月球水资源撑不起百万人口的永久城市。

引言：2026年2月8日，马斯克在社交平台X上发文称，SpaceX已经把重心转向在月球上建造一座自我生长的城市，理由是这件事有可能在不到10年内实现，而去火星要20年以上。贝索斯此前的说法更进一层，主张把重工业搬到月球。

这些设想都建立在一个前提上：月球两极那些永远见不到阳光的坑里，存着水冰。有了水，就能喝、能制氧、能种粮食、能生产火箭推进剂，不必样样从地球运上去。

2026年9月14日，哈佛—史密森天体物理中心的马丁·埃尔维斯与杜伦大学的乔纳森·麦克道尔在《太空技术前沿》发表了一份简短研究报告，专门给这个前提进行了测算：即使把极区水冰按最宽松的上限估计，也就是10亿吨，再配上国际空间站水平的98%回收率，一座百万人口的城市也只能维持约一百年。想撑到一千年，回收率还要再上一个数量级。

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一、月球上有多少水？

论文的全部结论可以总结为两个数：月球上究竟有多少可用的水，一个人一年要消耗多少水。

两个数都取了宽松的那一头。

水源只算极区永久阴影区里的水冰。月球两极附近分布着几十个坑底永远晒不到太阳的陨石坑，那里的温度常年在零下163摄氏度以下，水冰一旦落进去就很难再逃逸，按论文的表述，每十亿年升华不超过一毫米。

这类区域在文献里叫「永久阴影区」，坑底大约40亿年没有见过直射的阳光。

可用水量的上限被定为10亿吨，这是一个宽松的基准，10亿吨水折合1立方公里。

用水一侧按美国人的消耗水平折算，最终取每人每年500吨。

这500吨里，饮用、洗涤、冲厕这类生活用水约125吨，相当于每天300到380升；密封舱里的氧气靠电解水制取，每人每年再加约2吨。

占比最大的是种粮食。按世界银行的口径，种出一个人一天的食物要2到5吨水，作者假设改良农业能把这部分大幅压下来。

火箭推进剂单独计：一艘「星舰」的二级加注一次，需要1200吨水。

为什么是百万人口这个量级？

要让月球对地球经济产生实质影响，上去的人至少得相当于地球人口的1%，大约8000万人，这是两位企业家设想的规模，百万人口只是其中最低的一档。

二、百万人口城市只够两年到一百年

不做任何水回收，10亿吨水在100万人手里只能撑2年。

把回收率提到98%，情况变好，也只是从两年变成约一百年。

国际空间站在2023年加装了尿液盐水处理器，把水回收率从94%提到98%，这是目前在轨运行的最高水平。

剩下的那2%损耗就是全部的漏洞。

按论文的算法，存续时间＝水冰总量÷（人口×人均年耗水×损耗率），所以时间与人口成反比，与储量成正比。

要把百万人口城市的寿命拉到1000年，损耗率得从2%压到0.25%以下，也就是回收率超过99.75%，比空间站再提高一个数量级。论文认为这很难做到。

研究对现实层面的注解是：一座真正的城市会多出淋浴、洗衣和适应六分之一重力的厕所，每一项都会把回收率往下拉。

前面那个宽松的储量假设，本身也不太牢靠。

2022年，一篇发表于《伊卡洛斯》的综述汇总了10套遥感数据，对65个永久阴影区逐一估算。

结果是：冰量最高的8个坑加在一起约3400万吨，只有10亿吨的三十分之一；其中最大的一个「卡比厄斯」坑（Cabeus）单独就有约1100万吨。

按这个保守储量，论文里所有时限都要同比缩短约三十倍，百万人口城市的存续时间只剩几年。

今年还有一条新证据。研究有团队用NASA的「阴影相机」（ShadowCam）查看最冷的冷阱，论文引用的结果是“仅在3.5%的冷阱中确认了水”，这些位置可能含有30%的冰，混在月壤里。

三、可持续规模：千人级到十万人级

论文计算了10万人和100万人两档。

10万人在零回收下能撑20年，在98%回收下能撑1000年。

研究人员对10万人这一档的评价是：一千年长得足够被称为可持续。

人口再往下降，冗余量就大得多了。

• 1000人相当于南极科考站越冬的人数，论文把这种规模的定居点称作「月球村」，用起水来可以相对随意。

• 而人口数提到1万人时，这样一座小镇有大约1万年的水，在这个时间尺度上，人类还来得及找到新的办法。

论文把长期上限设在几十万人量级，30年内我们或许能在月球上有座镇子，这大概才是老马老贝等人吹牛逼的实际对应进度。

四、电力管够，水不够用

电力不是月球人口的强约束。

原因在地形上。月球自转轴只倾斜约1.5度，极区高处的太阳几乎贴着地平线绕圈，很少落下；那些永远黑暗的坑，坑缘反而是常年见光的位置。

论文引用的估算是：在坑缘立起1公里高的太阳能塔阵列，约90%的时间都有阳光可用，平均输出约3吉瓦。

需求侧的数字是这样来的：100万人按美国最高一档的家庭用电水平算需要800兆瓦，再加上按美国比例配置的农业和工业，总数约2.1吉瓦。3吉瓦的供电能力足够覆盖。

论文提出，只要工业用电不超过居民用电的两倍，太阳能和核裂变都能养活百万人口，真正需要聚变能的是几百万以上人口。

月壤里硅很丰富，论文提到理论上可以在月球就地制造太阳能板。这些电还能派上别的用场：坑缘的太阳能阵列可以为月球上的AI数据中心供电，单个数据中心要1吉瓦量级的电力。

瓶颈因此不在能源，而在水。月球城市能装多少人，最终还是由水决定。

五、四种可能

论文没有否定月球定居，而是列出了四条可能实现的路径。

1）提高回收率

把损耗从2%再压下一个数量级，百万人口城市的寿命就能从百年跳到千年，但论文认为现有工艺已经接近部分环节的热力学限制。

2）降低人均用水

埃尔维斯判断，月球城市最大的用水户是农业，种粮食的耗水量决定了整本账。垂直农业已经有过节水97%的种植案例，培养肉也被他列入最有希望的方向；他说让这两样变得实用会很棘手，但可以做到。

3）从小行星运水

这条路最贵。在98%回收率的条件下，一座百万人口城市每年仍要进口约1000万吨水，按每艘着陆器1000吨的运力算，相当于每天27艘。论文认为以现有技术很难实现。

4）继续找水

这是作者最看好的一条。目前的中子探测器只能感知月表下1到2米的水，雷达能探到10到20米，而月壤本身厚达几十米，更深处可能还藏着冰，要靠钻探才能确认。

论文还提了一条管理上的建议：月球极区的水冰应当被当作受监管的战略资源，而不是先到先得。

六、总结一下

这篇论文的结论本质只是一篇很水的算术题：月球极区最多10亿吨水，人均每年要消耗500吨，回收率按国际空间站的98%算，百万人口的城市约一百年耗尽；要把寿命拉到千年，回收率必须超过99.75%。在钻探确认地下是否还有冰之前，目前的发现认为月球只容得下村庄，容不下都市。

本期话题：如果要实现大规模月球定居，还有什么好办法吗？

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本期参考文献：

[1] Elvis M, McDowell J C. No cities on the Moon: a billion tons of water is not enough for sustainability[J]. Frontiers in Space Technologies, 2026, 7. DOI: 10.3389/frspt.2026.1894104.

[2] Brown H M, Boyd A K, Denevi B W, et al. Resource potential of lunar permanently shadowed regions[J]. Icarus, 2022, 377: 114874. DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114874.

[3] Li S, Robinson M, Denevi B W, et al. Searching for surficial water ice in lunar permanently shaded regions (PSRs) with ShadowCam[J]. Science Advances, 2026, 12. DOI: 10.1126/sciadv.aec8211（论文正文转述为：仅在3.5%的冷阱中确认存在水，这些位置可能含30wt%的冰）.

[4] NASA. NASA Achieves Water Recovery Milestone on International Space Station（美国航空航天局官网，2023年）.

[5] NASA. Moon's South Pole Is Full of Mystery, Science, Intrigue（美国航空航天局官网，月球南极专题）.

[6] 科技日报（张佳欣）.研究称水资源不足制约月球城市长期运行（2026年9月17日）.

[7] 新华社.马斯克又改口：先造月球城市 再登陆火星（人民网转载，2026年2月10日）.

[8] Arrais L. The Moon can generate enough power to support a permanent city, but it doesn't have enough water（Earth.com，2026年9月14日，含埃尔维斯与麦克道尔访谈原话）.

[9] Orie A. Cities won't survive on the moon as there isn't enough water, scientists say（CNN，2026年9月，含麦克道尔关于1万人规模与「30年内或许有座镇子」的原话）.