2025年12月23日，高等研究院丁春雨团队与土木与交通工程学院崔宏志教授合作，在国际权威学术期刊《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》发表题为“A Natural Shelter Within the Moon’s First 5 m on the Nearside Enables Habitable Base Siting”的研究论文。研究基于嫦娥三号探测数据，在着陆区5米范围内识别出浅层空洞结构，揭示其天然庇护与热稳定潜力，为月球基地选址与地外建造提供可量化的热环境依据。深圳大学高等研究院为第一完成单位。崔宏志教授与丁春雨研究员为通讯作者，博士后支羽萧为第一作者。深圳大学李清泉院士、中国科学院大学石耀霖院士、国家天文台苏彦研究员、中山大学肖智勇教授、哈尔滨工业大学费腾教授以及深圳大学博士后Ravi Sharma为合作者。

月球表面长期处于真空与强辐照环境中，昼夜温差极大，同时面临宇宙射线与微陨石撞击等风险。相较于暴露的地表环境，浅层地下空洞有望对温度剧烈波动与多种危险因素形成天然屏蔽，因此被认为是未来月面长期驻留与设备稳定运行的重要候选空间。研究以“玉兔号”探地雷达在嫦娥三号着陆区识别的浅层空洞为原型，融合Diviner月表温度数据、LOLA反照率数据与雷达反演密度剖面，建立热环境数值模型，模拟闭合空洞及“开天窗”式开挖空洞在一个月球日周期内的传导—辐射耦合热过程，并对不同开口直径条件下的热稳定性进行对比评估。结果表明，空洞内部热环境总体具有较高稳定性，且开口直径越小，内部温度波动越小；即便在开挖形成2 m直径天窗的情形下，空洞内部昼夜温度变化仍可控制在20 K以内。研究认为，这种稳定性与着陆区所处中纬度、太阳入射受限以及月壤良好隔热特性密切相关，进一步验证了“浅层可达空洞”作为未来月球基地天然庇护空间的热可行性。

为确保模型可靠性，团队将模拟得到的月表温度与Diviner观测进行对比验证，结果显示两者吻合良好，模拟与观测的RMSE为4.4035 K，MAPE为1.7578%，表明所建立的热参数与边界条件设置具有较高可信度，可支撑进一步的情景分析与工程设计参考。该研究为未来月球基地选址提供了可量化、可对比的热环境评价框架：一方面，可用于筛选更具热稳定性的浅层地下空间候选目标；另一方面，研究揭示了开挖开口尺寸对内部热波动的控制作用，为后续在“进入通达性、热稳定性、工程可实施性”之间实现综合最优的设计与施工方案提供了关键依据，并可为月球基地建设的选址评估与方案论证提供参考建议。

研究获得国家自然科学基金、广东省杰出青年基金、深圳市科技创新局、深圳大学2035追求卓越研究计划等项目支持。

原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/11299104

图1. 月球浅表层空洞与未来地外建造基地概念图