不离开地球也能做“月球”实验？

在地球上如何开展月球与行星科学研究？有一种途径是，在地球上特定区域，寻找最具代表性的“类行星环境”，建立教学实习基地。

今年6月，北京大学牵头，联合浙江大学、哈尔滨工业大学、南方科技大学、北京智源人工智能研究院、龙软科技、数字绿土等多所高校及研究机构，与黑龙江省牡丹江市镜泊湖管委会深入合作，在镜泊湖火山地下熔岩管道，建立了“类月球地下空间”教学实习基地，为深空探测积累关键技术储备。

行星科学是深空探测的重要科学支撑，其发展水平对深空探测的国际话语权有重要影响。在这一背景下，北京大学联合国内多所高校，推进行星科学野外实践教学改革创新，将“比较行星学”的视角引入野外实习课程。

月球作为地球的天然卫星，其表面环境极端恶劣，而月球地下空间则因环境相对稳定而兼具科研与战略价值。镜泊湖的火山熔岩管道是地球上最接近月球地下环境的地质构造之一。该基地的教学科研工作具有鲜明的科学与工程的交叉特色，涵盖地质勘查、地下结构CT成像、具身智能巡检、数字孪生等前沿领域。

北京大学地球与空间科学学院、计算机学院和城市与环境学院等39名本科生分组开展了协同作业。他们首先布设了由北京大学双创团队自主研发的节点式地震仪，利用地震波CT成像技术构建熔岩管道三维模型。随后，操控团队自主研发的柔性多形态机器人深入洞穴，进行激光点云扫描与成像建模。

针对复杂崎岖地形条件，研究团队研发了两款探测机器人原型机：一款是“食蚁兽”柔性臂机器人，采用了柔性机械臂与刚性移动平台结合的创新结构设计，侧重于在复杂环境中自主探索与多功能操作；另一款是“蝾螈”可变形软体轮足机器人，善于在复杂地形中灵活移动与环境勘查。我们希望借助“类月球熔岩管环境”实地测试两款原型机的性能，为深空探测中的具身智能技术发展提供关键支撑。

北京大学还联合西北大学、香港大学、中南大学等高校，在辽宁省鞍山市岫岩满族自治县的陨石坑，建立了“陨石坑比较行星学”教学实习基地。陨石坑是太阳系天体表面的普遍特征，对我国境内陨石坑的深入研究，能为理解其他天体的撞击坑特征提供重要的地球参照。

“类行星环境”系列教学实习基地的建设，不仅为行星科学教学与科研提供了平台，更以“地球版月宫”为切入点，向“太空采矿”等月面资源原位利用技术迈出坚实步伐。接下来，相关团队还计划围绕熔岩管探测与数字孪生建模、行星资源探测和开发、机器人集群自主协同仿真训练等课题展开攻关，为载人登月任务、月球国际科研站建设提供验证场景和技术储备。

总体来看，“类行星环境”系列教学实习基地的建设令人期待，正如中国科学院院士、西北大学—香港大学地球与行星科学联合中心主任赵国春所说，“这将成为行星科学研究的创新试验田，助力我国在月球和其他行星科学领域研究的发展，并激发更多人对宇宙探索的兴趣和热爱。”

（作者为北京大学地球与空间科学学院研究员）