月球作為地球唯一的天然衛(wèi)星，因其獨(dú)特的地質(zhì)演化歷史和近地位置，一直是人類深空探測(cè)的核心對(duì)象。目前人類已構(gòu)建出米級(jí)精度的月表三維模型，對(duì)月面可見特征認(rèn)知較完善，但次表層結(jié)構(gòu)探索仍有空白，月殼內(nèi)部熔巖管道系統(tǒng)的研究成為行星地質(zhì)學(xué)前沿課題。

在火山活動(dòng)頻繁時(shí)期，熔巖流表層冷卻形成硬殼，內(nèi)部液態(tài)持續(xù)流動(dòng)，最終形成管狀空腔結(jié)構(gòu)。地球火山區(qū)域已發(fā)現(xiàn)數(shù)百處熔巖管，如夏威夷Kazumura系統(tǒng)延伸68公里，直徑超20米?；陬惖匦行堑刭|(zhì)動(dòng)力學(xué)模型，月球重力僅為地球1/6，理論上可形成更宏大的熔巖管道系統(tǒng)。近年來(lái)，遙感光譜分析與地形測(cè)繪已在月表發(fā)現(xiàn)超200個(gè)具熔巖管特征的線狀凹陷結(jié)構(gòu)。

月球勘測(cè)軌道器（LRO）的高分辨率成像系統(tǒng)取得新成果。其自2009年入軌以來(lái)，持續(xù)獲取0.5米級(jí)月表地形數(shù)據(jù)，在風(fēng)暴洋北部發(fā)現(xiàn)一處線性凹陷帶，延伸48公里，最大寬度超500米，由32個(gè)連續(xù)塌陷坑構(gòu)成。形態(tài)學(xué)分析表明，其形成符合熔巖管頂板坍塌模型，月震與小天體撞擊產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致原始結(jié)構(gòu)垮塌。

月表熔巖管與地球的差異顯著。其一，規(guī)模更大，截面直徑普遍超300米；其二，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，部分完整管腔保存達(dá)20億年；其三，熱力學(xué)環(huán)境不同，內(nèi)部次生礦物沉積模式有別。這些特性使其有特殊科研價(jià)值，封閉空間可能封存早期火山活動(dòng)揮發(fā)物，管壁記錄月殼應(yīng)力場(chǎng)演化信息。

當(dāng)前研究面臨直接探測(cè)手段缺乏的問題，現(xiàn)有遙感數(shù)據(jù)難精確測(cè)定地下空腔三維形態(tài)。未來(lái)需結(jié)合穿透雷達(dá)、重力梯度儀等載荷，實(shí)施著陸器原位探測(cè)。月球熔巖管可作為輻射屏蔽場(chǎng)所，為建立長(zhǎng)期月球基地提供理想選址，多個(gè)航天機(jī)構(gòu)已將其探測(cè)列入中期規(guī)劃。

行星地質(zhì)學(xué)與探測(cè)技術(shù)協(xié)同進(jìn)步，月球次表層結(jié)構(gòu)研究正揭開月球熱演化史新篇章。該領(lǐng)域突破將完善類地天體火山作用理論框架，為人類地外生存技術(shù)提供支撐。國(guó)際學(xué)術(shù)界正建立月面熔巖管全球分布數(shù)據(jù)庫(kù)，制定聯(lián)合探測(cè)計(jì)劃，期望2030年前實(shí)現(xiàn)地下管腔穿透式測(cè)繪。

風(fēng)暴洋是月球表面最大低洼構(gòu)造單元，面積四百余萬(wàn)平方公里，由新生代火山活動(dòng)噴發(fā)的玄武巖構(gòu)成，是月球正面顯著地貌標(biāo)志。其西北象限有一處復(fù)雜撞擊坑結(jié)構(gòu)，推測(cè)與古火山活動(dòng)遺跡及熔巖流通道系統(tǒng)有關(guān)。

從星體演化看，月球半徑僅為地球27%，原始吸積熱能快速散失，且缺乏大氣保溫層，月核在較短時(shí)間內(nèi)凝固，火山活動(dòng)約10億年前停止，現(xiàn)有熔巖管系統(tǒng)形成于前酒海紀(jì)至雨海紀(jì)。

基于激光測(cè)高與重力場(chǎng)聯(lián)合反演數(shù)據(jù)，建立的月球熔巖管三維模型顯示，次表層空腔最大延伸長(zhǎng)度可達(dá)400公里量級(jí)，橫截面直徑某些區(qū)域超8公里。深層熔巖管道（深度超20米）內(nèi)部溫度長(zhǎng)期維持在283±2K（約17℃），環(huán)境穩(wěn)定。而月表晝夜溫差達(dá)300K以上，對(duì)電子設(shè)備和生命維持系統(tǒng)構(gòu)成挑戰(zhàn)，次表層空間利用是建立月面永久性載人設(shè)施的可行路徑。

軌道觀測(cè)已識(shí)別出多個(gè)天然通道入口，源于熔巖管頂部重力坍塌形成的天窗構(gòu)造，降低了地下空間開發(fā)工程難度。利用現(xiàn)有熔巖管建設(shè)基地，較月面挖掘方案可減少85%以上土方工程量。次表層基地方案優(yōu)勢(shì)明顯，玄武巖層可屏蔽輻射，穩(wěn)定熱環(huán)境降低溫控能耗，還能為水冰等物質(zhì)保存提供條件，合理改造熔巖管系統(tǒng)將為月球探測(cè)與駐留提供關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施支撐。