Thanga 和他的一群本科生和研究生在上周末在 IEEE 航空航天會議上發表的一篇論文中概述了月球方舟的概念，他們稱之為“現代全球保險政策”?！暗厍蜃匀皇且粋€不穩定的環境，”亞利桑那大學工程學院航空航天和機械工程教授坦加說。 “作為人類，我們在大約 75,000 年前與多巴超級火山爆發有過一次近距離接觸，這導致了 1,000 年的冷卻期，據一些人說，這與估計的人類多樣性下降相一致。因為人類文明有如此大的足跡，如果它崩潰了，那可能會對地球的其他地方產生負面的連鎖效應。”

他補充說，氣候變化是另一個問題：如果海平面繼續上升，許多干燥的地方將進入水下——包括斯瓦爾巴種子庫，這是挪威的一個結構，擁有數十萬個種子樣本，以防止生物多樣性的意外喪失。坦加的團隊認為，如果某個事件導致地球完全毀滅，將樣本存儲在另一個天體上可以降低生物多樣性喪失的風險。

2013 年，科學家們在月球表面下方發現了一個由大約 200 個熔巖管組成的網絡。這些結構形成于數十億年前，當時熔巖流在地下軟巖中融化，形成地下洞穴。在地球上，熔巖管的大小通常與地鐵隧道相似，并且會受到地震、板塊構造和其他自然過程的侵蝕。這個月球熔巖管網絡直徑約 100 米。估計有 30 億到 40 億年沒有受到影響，它們可以為太陽輻射、微隕石和表面溫度變化提供庇護。

開發月球基地或人類在月球上定居的想法已經存在了數百年，熔巖管的發現重新點燃了太空界對這一概念的熱情。但月球并不是一個人類可以長期居住的好客環境。沒有水或可呼吸的空氣，溫度約為負 25 攝氏度，或負 15 華氏度。這也不是一個非常多事的地方。另一方面，這些相同的功能使其成為存儲樣品的好地方，這些樣品需要一次保持數百年的低溫和不受干擾。

建造月球方舟不是一件小事，但是，根據一些“快速、粗略的計算”，坦加說這并不像聽起來那么難。運輸來自 670 萬個物種中的每個物種的大約 50 個樣本需要大約 250 次火箭發射。建造國際空間站用了 40 次火箭發射?！斑@不是瘋狂的大，”坦加說。 “我們對此感到有點驚訝。”

任務概念建立在 Thanga 和他的團隊之前提出的另一個項目上，其中稱為 SphereX 的微型飛行和跳躍機器人以團隊形式進入熔巖管。在那里，他們會收集風化層、灰塵和松散巖石的樣本，并收集有關熔巖管布局、溫度和構成的信息。這些信息可以為月球基地的建設提供信息。該團隊的地下方舟模型包括一組位于月球表面的太陽能電池板，可以提供電力。兩個或多個電梯井將通向設施，在那里，培養皿將放置在一系列低溫保存模塊中。一個額外的貨梯豎井將用于運輸建筑材料，以便底座可以在熔巖管內膨脹。

要進行冷凍保存，種子必須冷卻至負 180 C（負 292 F）并且干細胞保持在負 196 C（負 320 F）。作為溫度的參考，輝瑞 COVID-19 疫苗必須儲存在負 70 攝氏度或負 94 華氏度的溫度下。熔巖管非常冷，樣品必須更冷，這意味著存在底座的金屬部分可能會凍結、卡住甚至冷焊在一起。在地球上，當地面溫度達到負 45 到負 50 C（負 49 到負 58 F）時，商業航空公司就會停止工作

然而，有一種方法可以通過使用一種稱為量子懸浮的超凡脫俗現象來利用極端溫度。在這個過程中，一種低溫冷卻的超導體材料——或者像傳統電纜那樣傳遞能量而不損失任何熱量的材料——漂浮在強大的磁鐵上方。這兩塊以固定的距離鎖定在一起，所以磁鐵走到哪里，超導體就跟到哪里?！熬秃孟袼鼈儽焕K子鎖在了適當的位置，但是看不見的繩子，”坦加說。 “當你達到低溫時，會發生奇怪的事情。其中一些看起來像魔法，但基于我們理解的邊緣經過試驗和實驗室測試的物理原理。”團隊的方舟設計利用這一現象，讓樣品的架子漂浮在金屬浪花之上