月球的水能養一座城市嗎？研究：百萬人口撐不過一世紀

月球或許有足夠能源支撐相當規模的經濟活動，但要長期定居，水可能才是更嚴格的上限。Martin Elvis 與 Jonathan McDowell 在2026年發表的分析指出：月球極區冰層可讓小型、具高度回收能力的社群維持數百年；不過，若以目前已示範的最佳回收水準來看，仍不足以長期供養一座100萬人口、可自給自足的城市。6

關鍵前提：10億噸水只是偏樂觀的估算

研究以月球兩極「永久陰影區」約10億噸水作為推算基準。這並不是已被確認、且能輕易開採的儲量，而是研究者為測試大規模定居需求所採用的偏高假設。6

研究估計，每人每年的用水需求約為：

• 個人直接需求：125噸
• 糧食生產：約500噸

換言之，最大用水壓力來自農業。封閉式棲地中的水固然可回收，但從生命維持到食物生產，每個環節只要有回收不完全的損失，就必須由月球有限的冰源補上。6

不同規模聚落，差距有多大？

結果對人口規模與回收效率極為敏感：

聚落規模	在研究假設下的結果
約1,000人	在98%回收率下，村落可維持數百年。6
最多約1萬人	達到國際太空站（ISS）等級的回收率時，城鎮規模聚落也可維持數百年。6
100萬人	即使回收率為98%，仍無法靠假設中的本地水量長期維持。6

對100萬人口而言，若完全不回收，10億噸的基準水量大約2.4年就會耗盡。即使將回收率提高到與ISS相當的98%，壽命雖大幅延長，仍只有一個多世紀。6

這在操作層面已是巨大改善，卻仍不符合一般所說「自給自足城市」應能維持數百年甚至無限期運作的期待。

現實情況可能更嚴峻

10億噸本身已屬樂觀估計。論文指出，實際可取得的月球水量可能遠低於此數字，甚至可能只有其約三十分之一。56

這項不確定性至關重要，因為整個模型本質上是「存量與損耗」的計算：可開採冰量愈少，同一人口規模就愈快耗盡水源。若100萬人口城市在樂觀存量下都已相當勉強，當可取得冰量更低時，其可行性會進一步大幅下降。

為何99.9%回收率會改變結論？

研究者發現，若有效回收率從98%提升至99.9%，100萬人口情境可延長至約2,000年。6

看似只是幾個百分點的差異，實際代表水的損失量約降低十倍。難點在於，這種標準必須涵蓋整個月球聚落，而非只處理飲用水與個人衛生；尤其農業是最大用水來源，要在食物系統中也達成如此低的損耗，將是十分嚴苛的工程與營運挑戰。

因此，研究的核心結論是：大型、長壽命的月球人口，需要比ISS等級高約十倍的有效回收能力、相當幅度更大的可開採水源，或持續的外部供水。6

哪些技術可能放寬水資源限制？

幾項構想可能改善前景，但它們處理的是不同問題。

太陽能塔能解決供電，不能憑空增加水源

太陽能塔可為月球極區及陰影區提供近乎持續的電力，支援採冰、處理與工業活動。因此研究者不將電力視為月球人口規模的首要限制。然而，電力無法補回封閉系統中流失的水；它能讓採冰與回收成為可能，卻不能創造新的本地水存量。6

更深入的探測，可能找到更多可開採冰層

更深的鑽探、改良的遙測調查與地震探測方法，可能辨識出尚未被充分描述的地下冰藏。若存在更大、且可實際開採的冰層，供給端自然會改善；但在儲量獲得驗證前，這仍是可能性，而非現成解方。6

開採小行星水資源，等於改成依賴進口

富含水的近地小行星或其他小天體，可成為月球以外的揮發物來源。這會把定居模式從依賴固定的本地存量，改為仰賴外部輸入。它或可支撐更大人口，但前提是太空採礦、運輸與交付系統能長期、可靠且大規模運作。6

更省水的農業，可直接削減最大需求

研究的示意預算中，糧食生產每人每年約需500噸水。因此，改良作物、農法、飲食選擇與食物生產技術，可能帶來特別顯著的影響。農業用水需求下降，就能直接減少聚落必須補充的水量。6

對月球定居計畫的實際意義

這篇論文不是說人類無法住在月球；它提出的是更具體的限制：在高效回收前提下，小型聚落可望維持數百年；但在98%回收率下，100萬人口、自給自足的月球城市，無法由假設的極區水冰存量長期支撐。6

對規劃者來說，優先事項不只是增加發電量，而是確認可開採冰層的真實規模、降低生命維持與農業系統各環節的水損失，並評估外部補給鏈能否可靠地填補缺口。在這些問題有明確答案前，月球開發更接近村落與城鎮的前景，而非永久性的大都會。6