在几百千米的高空，大气虽已十分稀薄，但地球大气的阻力会使卫星慢慢地沿螺旋轨道不断降低，以致如要长期使用天文卫星，必须适时作轨道修正，保持卫星的高度；大量卫星的残骸和发射火箭的碎片将污染天文卫星周边的环境，可能会严重地损害望远镜灵敏的光学部件和仪器；天文卫星的运行速度高达8000米／秒，这使它在与微粒和残余大气离子相撞时会受到损害；在失重的环境下，要使卫星上的天文望远镜实现对观测目标的高精度指向和精密跟踪非常困难，必须配有很复杂的机械装置，而仪器越大，不能进行天文观测的时间就会越多。此外，由于近地卫星绕地球公转的周期通常仅为90分钟，因而观测一批天体所能连续用的曝光时间就不可能很长，这也给卫星天文观测带来一定的限制；近地轨道卫星还会遭受到迅速的热变化和引力变化的影响，这些变化限制了轨道上望远镜的大小，从而也限制了它的分辨率和灵敏度。
月球上的重力只有地球的1／6，而且月球上永远没有风，在月球上架设巨型望远镜及观测台比在地球上更方便。月球的地质活动比地球弱得多，月震活动只有地震活动的亿分之一，对望远镜的观测影响很小，这对基线很长的光学、红外和射电干涉系统尤为有利。月球背面没有人类活动造成的纷杂的干扰环境，更是观天的宝地。另外，与失重状态下的空间望远镜相比，月基望远镜是建在月球这个直径为3476千米的巨大而稳定的观测平台上的，因而，望远镜的安装、维修、跟踪等问题的解决都比空间望远镜容易得多。“哈勃”空间望远镜升空后，为了对其进行维修，航天员就曾数次乘航天飞机到太空，对其先“追”再“抓”，费了不少周折。
星际航行的中转站
在月球上建设发射场，把月球当做飞往火星和其他天体的中转站，是开发月球资源一个重要目的。由于月球几乎没有大气，没有磁场，它的重力加速度只有地球因此从月球上发射大型航天器，使其摆脱月球引力进入更遥远的深空，比从地球发射起飞容易得多，可以大大降低从地球到其他天体的发射成本。重要的是要在月球上能生产出火箭推进剂——液氢和液氧。
自1990年起，为了在月球物质中获得氧，美国和法国的一些有关专家进行了大量的实验研究工作，他们最终发现，可以从月壤的重要成分之一——钛铁矿中获得氧。钛铁矿是钛和铁的氧化物，在800摄氏度的高温下加热，即可分离出钛、铁和氧。另外，从月壤中提取1吨氦-3，可以得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳这样一些副产品，将其中的氢气与氧气液化，就可以获得液氢液氧推进剂。
科学家们提出，如果月球极地永久阴影区中确实存在水冰，生产液氢液氧推进剂就更简单了。在超真空环境下，将含水冰的月壤加热到-23摄氏度以上，就可收集到气态的水，然后冷凝成液态，再进行电解、液化，即可以制得液氢液氧推进剂。生产出的液氢液氧可存放在永久阴影区保存。
在月球上生产火箭推进剂以后，建设月球基地，开发月球资源，以及进行飞往火星等天体的步伐都将会大大加快。
知识点“哈勃”空间望远镜（HST）
“哈勃”空间望远镜（HST）是由美国宇航局主持建造的四座巨型空间天文台中的第一座，也是所有天文观测项目中规模最大、投资最多、最受到公众瞩目的一项。它筹建于1978年，设计历时7年，1989年完成，并于1990年4月25日由航天飞机运载升空，耗资30亿美元。但是由于人为原因造成的主镜光学系统的球差，不得不在1993年12月2日进行了规模浩大的修复工作。成功的修复使HST性能达到甚至超过了原先设计的目标，观测结果表明，它的分辨率比地面的大型望远镜高出几十倍，对国际天文学界的发展有非常重要的影响。
观光旅游新去处
随着技术、经济等发展，人们已经开始向往到月球去旅游。人们去月球旅游，除了观看月球、宇宙星空以外，还有一个项目就是观看地球。据美国登月航天员说，从月面上观看地球别有一番风味。
现在讲去月球旅游，并不是幻想，而是指日可待的事情了。
俄罗斯“联盟”号载人飞船2007年4月，美国太空探险公司宣称，其准备与俄罗斯太空旅游公司合作实施月球旅游计划：今后5年内，游客花费1亿美元，就可以搭乘俄罗斯的“联盟”号载人飞船进行环月旅游。
据美国太空探险公司副总法拉内塔说：“俄罗斯的‘联盟’号载人飞船，是实现这一项目的最佳选择。我们打算将月球轨道旅游的门票定为每人1亿美元。当然，从理论上讲，我们并不排除一艘‘联盟’号飞船搭载2名月球游客和1名专业航天员的可能性。这样一来，如果按每位游客1亿美元来收费的话，搭载2名游客到月球旅游一次，可以收费2亿美元。”
法拉内塔指出：实现月球旅游可通过2种途径来实现，第一种是直接将游客送到绕月轨道旅游。第二种途径是先将游客送到国际空间站，然后从国际空间站飞往月球。美国太空探险公司认为，第二种途径可能更受人们的欢迎，因为这一途径不仅能让游客们实现月球观光的愿望，还能顺便在国际空间站逛上一回。
在世界上拥有许多著名大饭店的希尔顿国际公司，准备在月球上建造第一家现代化的五星级宾馆。这家公司正在就这项工程同美国国家航空航天局的专家进行密切合作，并希望建立合作伙伴关系，以便能把客人送到这家大饭店去，供太空游客去月球观光旅游。
知识点俄罗斯“联盟”号载人飞船
“联盟”号是前苏联研制的第三代载人飞船的名字。“联盟”号飞船是前苏联在积累了多年经验之后，所开发出来的一种最成熟的载人航天器。“联盟”号飞船是俄罗斯航天部门现在拥有的唯一一种可载人航天器，也是可向国际空间站输送宇航员的仅有2种工具之一（另一种是美国的航天飞机）。其他衍生物包括“进步”号货运飞船，这是一种设计得十分成功的无人货物运输飞船，在维持“和平”号空间站和国际空间站的正常运转中发挥了巨大的作用。
“联盟”号飞船在1967~1981年共发射40艘。“联合1~10”号，载1~3人，射入地球轨道。其余30次飞行大部分是“联合”号太空舱与在轨道上的“沙礼特”号太空站相连；交换1名“联合”号乘员进入太空实验室，进行较长时间的科学实验。
建设月球基地的梦想
自古以来，人类就有在月球上建设家园的梦想，我国古代的民间传说中，就有嫦娥与吴刚在月宫中生活的美丽神话。而最先提出建设月球基地的，是一批极富想象力的幻想家和科幻作家。进入21世纪，建设月球基地将不再是幻想，而是要变成实际行动了。
1987年10月，在国际宇航科学院大会上，来自50多个国家的近千名科学家和工程师，联名提议建造国际月球基地。1995年4月，在德国召开的会议上，各国科学家们讨论了建设月球基地的国际发展战略，目前美国、日本和欧洲空间局等国家和组织，都提出了建设月球基地的计划，并开始为实施月球基地计划做准备。
现在的问题是，人类将如何建设月球基地，开发利用这个离地球最近天体的丰富资源。
（1）开发、利用月球资源，为人类造福。
（2）利用月球高远优势资源进行科学研究和实验。
（3）按照循序渐进的月球基地发展策略，最终在月球表面建立一个有人居住的永久性基地和月球村。
月球基地建在哪里
建设月球基地，首先遇到的一个问题就是选址，就是月球基地建在什么地点才是最合适。
根据开发月球的要求和特点不同，将有不同类型和功能的基地，不同类型和功能的基地，对于基地的选址将有不同的要求，例如：
（1）月球天文观察站的站址宜选在能屏蔽地球发射无线电噪声的月球背面。
矿产资源开发基地则应选择矿产资源丰富的地区建设基地。
（2）月球的南北极地区可能是火箭推进剂生产基地合理的备选区域，因为那里可能存在大量的水冰。
（3）对于科学研究基地则应满足下列条件：能够和地球保持畅通的通信联系；有良好的光照条件，可以充分利用太阳能；满足制备氧、水等维持生命的消耗物资的需要；周围有丰富的资源，能满足月球资源研究和利用的需要；地势比较宽阔平坦，有利于飞船的起飞和降落。
月球极区约有70％～80％的时间处于阳光照射之下，太阳能电池能为月球基地提供充足的电力，极区的温差较小，两极地区分布了大量月海，应是建立月球科学研究的理想地区。
月球机器人打先锋
由于月面环境十分恶劣，人离开生命保障系统是无法生存的。航天员在月球上必须身穿笨重的月球服，背着沉甸甸的便携式生命保障系统。而且在居住舱外还不能工作时间太长。然而，机器人不需要特殊的月球防护服，也不需要为机器人建造密闭居住舱和提供复杂的环境控制和生命保障系统，可以在月面长时间工作。机器人还可以承担危险的和特殊的工作，例如进入极寒冷的月球南北极永久阴影区进行探测等。在月球基地建设中，机器人最能充分显示自己的本领，在基地建设中打先锋。
未来在建设月球基地工作中，需要各种各样的月球机器人如：
（1）大力士机型器人。这种机器人力气大，适合作重活，如装卸、搬运和安装大型结构件等。
（2）多面手型机器人。它在月球基地建设能承担多种任务，既能完成一般的体力工作如挖掘，又能进行一些精细操作如建筑安装等。
实验机器人（3）灵巧机型器人。负责完成各种精细操作，如精密仪器设备的安装、操作和维护。
（4）实验机器人。在月面根据需要进行采样，进行实验分析。
（5）筑路机器人。负责飞船着陆场地建设，如开凿和挖掘、平整土地、修筑道路等。
（6）其他作业机器人如建设机器人、机器人修理工、排险机器人和在月球基地建设中承担日常杂务的机器人等。
分阶段建设
建设月球基地是一个漫长的过程，需要由小到大，循序渐进分阶段建设。
建立前哨站
早期的临时性月球前哨站规模不大。这种前哨站最基本的设施应包括：一个能防辐射并适合航天员生活的居住舱和一个实验舱及一个能提供生命保障和食品的后勤舱；一个带气闸门的连接舱，用于航天员出入月球表面，另外还要有提供能源的能源舱和一辆月球运输车。
用无人驾驶飞船，将已经在地面制作好的移动式居住舱及舱段运送到月球，由月球机器人使其对接成一个整体，建成一个短期有人照料的月球前哨站。
月球前哨站想象图在月球前哨站将进行从月壤中提取水和氧气试验和月球资源开发技术的试验以及植物栽培试验等，为建设永久月球基地做准备。同时，利用月球高真空和低重力环境，小规模生产药品和特种材料。
首批入驻人员约4～6名，成员中除职业航天员外，可能还包括地质学家、化学家、建筑工程师、生物学家或其他领域的专业人员。这个阶段需要依靠地球提供补给，一般半年轮换一次。
建立半永久性月球基地
半永久性月球基地由多用途月球基地舱、专用设备舱、科学实验室、大型观测台和月球工厂等组成，各舱段之间用通道相互连接。基地能源由已经建成的月球太阳能电站提供。该阶段月球基地主要是生产水和氧，生产永久性月球基地建设用材料，进行循环生态系统研究和生产推进剂，制取少量氦-3等能源材料。这一阶段由航天员及各类专家约24人组成，一般一年轮换一次，为建设永久性月球基地奠定基础。
建立永久性月球基地
永久性月球基地由设备制造厂、农业工厂、月球港湾、医院等功能单元组成，主要任务是大规模开发利用月球资源，提供地球能源需求，进行全面深入月球研究和天文观测，建成火星中转站，是自主式全能型的月球基地，将有上百人可在那里长期生活和工作。
建立月球村或月球城
在永久性月球基地的基础上，不断扩大发展成自给自足，建立具有封闭循环生态系统的月球村或月球城。
月球城想象图作为月球上的永久性居住点，在这个居住点里备有运输机器、材料加工厂和制造车间，其设备可以加工月球上的材料，制造更多的机械设备，建造更多的材料加工厂和制造车间，达到规模化的生产能力。利用基地的制造加工能力，可以在月球上建设科研基地、实验室、医疗中心和火箭燃料生产工厂，进一步提高空间探测和月球资源开发能力。月球移民区可以发展各种制造业，合成空气和水，种植农作物，饲养动物，月球村或月球城有先进而完善的再生式生命保障系统，使氧气、水、食品、生活必需品、电力供应和火箭燃料，实现自给自足，不再依靠地球的物资供应，此外还解决了宇宙辐射防护和月球重力的适应问题。
随着航天技术的发展和重返月球计划的实施，预计在21世纪后期或更晚一些时间。月球基地将出现在世人面前。
打造人在月球的生存环境
把家搬到月球去
居住在小小地球上的人类，多么想到无边无际的星空中去遨游。人们看到月亮，幻想出“嫦娥奔月”、“吴刚伐桂”、“玉兔捣药”等许多美丽的神话故事。但登月一看，月亮却是一片没有水，也没有空气的荒漠。其他星球的情况，也并不比月球更适于人类生活。
