月面坑坑洼洼，感觉天天在下流星雨，如果在月球上建人类基地挖矿，有多大概率被陨石砸到？火星呢？
月球和火星，这两个我们人类目光所及的近邻，它们表面那无数的陨石坑，确实让人产生一种“天天都在下流星雨”的错觉。那么，如果我们真的在这些星球上建立基地并开始挖矿，被陨石砸中的概率究竟有多大呢？这可不是一个简单的问题，需要我们从几个关键的方面去理解。
首先，我们要明白，所谓的“天天都在下流星雨”并非事实，但确实有大量的陨石撞击事件在发生，只是大多数都太小了，以至于我们很难察觉。我们看到那些月球和火星表面密布的巨大陨石坑，是亿万年来无数次撞击留下的历史印记。
月球：一个相对安静的“靶子”
月球之所以看起来坑坑洼洼，是因为它缺乏大气层和地质活动来抹去这些痕迹。想象一下，没有了风雨的侵蚀，没有板块运动的挤压，每一次撞击就像在泥巴上留下一个清晰的脚印，而且这个脚印会永远保留在那里。
撞击频率与大小： 科学研究表明，月球平均每天会遭受大约几百到几千次微小陨石（指直径小于1毫米的颗粒）的撞击。这些微小陨石撞击产生的闪光，我们甚至可以借由望远镜观测到。至于更大的陨石，例如能形成直径几米甚至几十米坑的撞击，发生的频率就低得多了。科学家估计，直径一米左右的陨石大约每隔几个月到几年就会撞击一次月球；直径十米左右的则可能每隔几千年到几万年发生一次；而那些足以形成我们看到的巨型陨石坑（直径公里级别）的撞击，则可能每隔数百万年才会发生一次。
人类基地被砸中的概率： 如果我们假设一个位于月球上的小型人类基地（例如直径几十米，包含几个主要建筑和活动区域），那么被足以造成显著破坏的陨石（比如直径几米或更大）直接命中的概率，在一年或几十年这样的时间尺度上，是相当低的。
举个例子，月球的总表面积约为3.79×10^7平方公里。如果一个基地占地面积按1平方公里计算，那么它在整个月球表面上的比例微乎其微。即便考虑到陨石撞击在任何方向都可能发生，但要精准地命中一个相对较小的目标，概率仍然很小。
更重要的是，大部分的陨石在进入月球大气层（其实月球大气几乎可以忽略不计）时，就会因为高速摩擦而燃烧殆尽。所以，真正能够撞击到月球表面的，基本上都是没有被烧毁的“幸存者”。
但是，我们不能完全忽视这个风险。 虽然概率低，但一旦发生，后果可能是灾难性的。所以，任何月球基地的设计都必须考虑陨石防护。这可能包括：
地下或半地下结构： 将基地建在地下，或者用厚厚的月壤覆盖，可以极大地降低被陨石直接击中的风险。月壤，尽管不够致密，但经过一定的加固处理，也能吸收不少冲击能量。
预警系统： 建立能够探测到较大陨石来袭的系统，虽然在月球上很难像地球那样建立覆盖全球的大气监测网，但可以通过地面望远镜或轨道探测器进行预警，为基地人员提供撤离或加固防护的时间。
分散式设计： 将基地功能模块分散开来，而不是集中在一个大建筑内，这样即使某个模块被击中，也不会影响整个基地的运作。
火星：一个更加活跃但也有大气层的“靶子”
火星与月球不同，它拥有一个稀薄但确实存在的大气层，这为它带来了额外的“保护”和“隐患”。
撞击频率与大小： 火星同样会受到陨石撞击。由于火星比月球质量更大，引力更强，它能“捕获”更多的太空尘埃和碎片。据估计，火星受到的陨石撞击频率可能略高于月球。而且，火星的表面年龄相对较年轻（与月球相比），这意味着它遭受了更多次的撞击，也清除了更多早期形成的大型陨石坑。
火星的大气层虽然稀薄，但对于小型陨石来说，它起到了重要的阻挡作用。很多比月球上那些直接撞击的小陨石，在进入火星大气层时就会被烧毁，形成我们所知的“流星”。只有足够大的陨石，才能穿透这层大气层，撞击到火星表面。
人类基地被砸中的概率： 对于一个在火星上的人类基地，被足以造成显著破坏的陨石直接命中的概率，同样是在相对较低的范围内，但可能比月球要略高一些，尤其是在考虑其大气层的“过滤效应”之后。
火星表面的总面积约为1.44×10^8平方公里，比月球大不少。同样大小的基地，在火星上占据的比例会更小。
火星的大气层虽然能烧毁一些陨石，但也意味着一些“幸存”的、体积依然可观的陨石在穿过大气层后，其速度和能量可能仍然很高。而且，火星的表面也像月球一样，缺乏有效的地质“自我修复”能力，所以撞击痕迹同样会保留很久。
与月球类似，火星基地的设计同样需要考虑陨石防护：
地下基地： 这是最直接有效的防护手段。火星的沙丘和地表下可能存在天然的熔岩管等结构，可以为建造地下基地提供便利。
避难所与加固结构： 即使是地面建筑，也需要进行高度加固，并配备坚固的避难所，以应对可能发生的陨石撞击事件。
先进的监测和预警系统： 火星拥有比月球更完善的探测器和轨道器网络，可以更有效地监测潜在的陨石来袭，并提前发出警报。甚至可以开发更主动的防御系统，例如小型激光炮，尝试在陨石进入大气层时将其击碎。
选址策略： 仔细选择基地位置，避开已知的、近期有过陨石撞击活动或者有大陨石坑记录的区域，也能在一定程度上降低风险。
总结一下：
在月球和火星上建立人类基地挖矿，被陨石砸中的概率，对于那些能造成严重破坏的大型陨石来说，在短期（几年到几十年）或中期（几百年）尺度上，发生的概率是较低的，但并非为零。这意味着我们不能掉以轻心。
然而，如果我们将问题放大到“被任何大小的陨石”砸中，那么这个概率就会大大增加。尤其是那些微小的宇宙尘埃和颗粒，它们会持续不断地撞击，对暴露在外的设备和宇航员会构成持续的磨损和潜在风险，只是这种风险是渐进的，而不是灾难性的。
关键在于我们如何理解“被砸中”的定义以及时间尺度。 如果我们指的是足以摧毁一个大型基地或威胁人类生命的事件，那么它发生的概率是相对低的。但如果指的是任何一次陨石撞击，那么这个概率会随着时间推移而显著增加。
因此，无论是在月球还是火星，陨石防护都将是基地设计和运营中不可或缺的关键环节。与其说我们是天天在“下流星雨”，不如说我们是在一个布满了历史记录的星球上，需要为未来可能发生的“新记录”做好万全的准备。这正是太空探索的魅力与挑战所在。
首先，我们要明白，所谓的“天天都在下流星雨”并非事实，但确实有大量的陨石撞击事件在发生，只是大多数都太小了，以至于我们很难察觉。我们看到那些月球和火星表面密布的巨大陨石坑，是亿万年来无数次撞击留下的历史印记。
月球：一个相对安静的“靶子”
月球之所以看起来坑坑洼洼，是因为它缺乏大气层和地质活动来抹去这些痕迹。想象一下，没有了风雨的侵蚀，没有板块运动的挤压，每一次撞击就像在泥巴上留下一个清晰的脚印，而且这个脚印会永远保留在那里。
撞击频率与大小： 科学研究表明，月球平均每天会遭受大约几百到几千次微小陨石（指直径小于1毫米的颗粒）的撞击。这些微小陨石撞击产生的闪光，我们甚至可以借由望远镜观测到。至于更大的陨石，例如能形成直径几米甚至几十米坑的撞击，发生的频率就低得多了。科学家估计，直径一米左右的陨石大约每隔几个月到几年就会撞击一次月球；直径十米左右的则可能每隔几千年到几万年发生一次；而那些足以形成我们看到的巨型陨石坑（直径公里级别）的撞击，则可能每隔数百万年才会发生一次。
人类基地被砸中的概率： 如果我们假设一个位于月球上的小型人类基地（例如直径几十米，包含几个主要建筑和活动区域），那么被足以造成显著破坏的陨石（比如直径几米或更大）直接命中的概率，在一年或几十年这样的时间尺度上，是相当低的。
举个例子，月球的总表面积约为3.79×10^7平方公里。如果一个基地占地面积按1平方公里计算，那么它在整个月球表面上的比例微乎其微。即便考虑到陨石撞击在任何方向都可能发生，但要精准地命中一个相对较小的目标，概率仍然很小。
更重要的是，大部分的陨石在进入月球大气层（其实月球大气几乎可以忽略不计）时，就会因为高速摩擦而燃烧殆尽。所以，真正能够撞击到月球表面的，基本上都是没有被烧毁的“幸存者”。
但是，我们不能完全忽视这个风险。 虽然概率低，但一旦发生，后果可能是灾难性的。所以，任何月球基地的设计都必须考虑陨石防护。这可能包括：
地下或半地下结构： 将基地建在地下，或者用厚厚的月壤覆盖，可以极大地降低被陨石直接击中的风险。月壤，尽管不够致密，但经过一定的加固处理，也能吸收不少冲击能量。
预警系统： 建立能够探测到较大陨石来袭的系统，虽然在月球上很难像地球那样建立覆盖全球的大气监测网，但可以通过地面望远镜或轨道探测器进行预警，为基地人员提供撤离或加固防护的时间。
分散式设计： 将基地功能模块分散开来，而不是集中在一个大建筑内，这样即使某个模块被击中，也不会影响整个基地的运作。
火星：一个更加活跃但也有大气层的“靶子”
火星与月球不同，它拥有一个稀薄但确实存在的大气层，这为它带来了额外的“保护”和“隐患”。
撞击频率与大小： 火星同样会受到陨石撞击。由于火星比月球质量更大，引力更强，它能“捕获”更多的太空尘埃和碎片。据估计，火星受到的陨石撞击频率可能略高于月球。而且，火星的表面年龄相对较年轻（与月球相比），这意味着它遭受了更多次的撞击，也清除了更多早期形成的大型陨石坑。
火星的大气层虽然稀薄，但对于小型陨石来说，它起到了重要的阻挡作用。很多比月球上那些直接撞击的小陨石，在进入火星大气层时就会被烧毁，形成我们所知的“流星”。只有足够大的陨石，才能穿透这层大气层，撞击到火星表面。
人类基地被砸中的概率： 对于一个在火星上的人类基地，被足以造成显著破坏的陨石直接命中的概率，同样是在相对较低的范围内，但可能比月球要略高一些，尤其是在考虑其大气层的“过滤效应”之后。
火星表面的总面积约为1.44×10^8平方公里，比月球大不少。同样大小的基地，在火星上占据的比例会更小。
火星的大气层虽然能烧毁一些陨石，但也意味着一些“幸存”的、体积依然可观的陨石在穿过大气层后，其速度和能量可能仍然很高。而且，火星的表面也像月球一样，缺乏有效的地质“自我修复”能力，所以撞击痕迹同样会保留很久。
与月球类似，火星基地的设计同样需要考虑陨石防护：
地下基地： 这是最直接有效的防护手段。火星的沙丘和地表下可能存在天然的熔岩管等结构，可以为建造地下基地提供便利。
避难所与加固结构： 即使是地面建筑，也需要进行高度加固，并配备坚固的避难所，以应对可能发生的陨石撞击事件。
先进的监测和预警系统： 火星拥有比月球更完善的探测器和轨道器网络，可以更有效地监测潜在的陨石来袭，并提前发出警报。甚至可以开发更主动的防御系统，例如小型激光炮，尝试在陨石进入大气层时将其击碎。
选址策略： 仔细选择基地位置，避开已知的、近期有过陨石撞击活动或者有大陨石坑记录的区域，也能在一定程度上降低风险。
总结一下：
在月球和火星上建立人类基地挖矿，被陨石砸中的概率，对于那些能造成严重破坏的大型陨石来说，在短期（几年到几十年）或中期（几百年）尺度上，发生的概率是较低的，但并非为零。这意味着我们不能掉以轻心。
然而，如果我们将问题放大到“被任何大小的陨石”砸中，那么这个概率就会大大增加。尤其是那些微小的宇宙尘埃和颗粒，它们会持续不断地撞击，对暴露在外的设备和宇航员会构成持续的磨损和潜在风险，只是这种风险是渐进的，而不是灾难性的。
关键在于我们如何理解“被砸中”的定义以及时间尺度。 如果我们指的是足以摧毁一个大型基地或威胁人类生命的事件，那么它发生的概率是相对低的。但如果指的是任何一次陨石撞击，那么这个概率会随着时间推移而显著增加。
因此，无论是在月球还是火星，陨石防护都将是基地设计和运营中不可或缺的关键环节。与其说我们是天天在“下流星雨”，不如说我们是在一个布满了历史记录的星球上，需要为未来可能发生的“新记录”做好万全的准备。这正是太空探索的魅力与挑战所在。
网友意见
无用的知识点：月球上有多少个坑？
之前国外数过，但最终还得靠中国嫦娥收集的数据。
从9千到11万
国际天文学联合会（IAU）自1919年以来已确认了9137个月球撞击坑[1]，而吉林大学尝试借用嫦娥一号和二号绕月飞行器的数据，利用人工智能/深度神经网络来识别更多的月球坑。
由于坑叠坑的现象普遍存在，所以想数清有多少坑，要考虑陨石坑形态的退化和新鲜度，以及照片的光线亮度、边缘锐度、边缘纹理等综合考虑[2]。这异常的复杂，几乎无法完全数清楚。
但最近中国的月球探测计划通过两组不同分辨率的图像（即120米和7米的DOM、500米和7米的DEM数据），为数清坑数提供了丰富的数据。低分辨率图像可以捕捉到大陨石坑的形态，而高分辨率的图像有利于用深度神经网络识别小陨石坑。
最终，在人工智能的帮助下，中国目前已经在月球（主要在中低纬度地区）识别出了109956个陨石坑。
上面这张图是距今11亿年以内形成的陨石坑，而还有很多的坑形成于11亿年前到39亿年前之间。
天天在下流星雨？
这么多坑，是不是说明月球上很容易被砸到？
我们先不管事实是怎样，先简单粗暴的算一下，11万个坑，按11亿年来算，也就是一万年才能砸出一个坑啊。但综合考虑到坑叠坑以及实际天文观测结果（事实上三十多亿年前的陨石雨最密集，现在已经算是零星了），最终修正的数据表明，零星流星体轰击月球的频次，大约是每8个月形成一个坑。
当然，不是说人类随便搞个基地就砸不到了。砸不出坑的微陨石一样会对建筑物产生极大的破坏，因为速度实在是太快了（曾经有数据表明陨石速度可达每小时90000公里[3]）。而微陨石的数量目前没有官方的权威数字，但盲猜一下应该是不会超过成坑陨石的4个数量级以上。
所以建议还是建在像山洞一样的熔岩管里，像窑洞一样，因地制宜的用月表来当挡箭牌吧。
待更。
参考
- ^ https://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/MOON/target
- ^ https://www.nature.com/articles/s41467-020-20215-y#ref-CR26
- ^ Dr. Tony Phillips. Bright Explosion on the Moon. http://science.nasa.gov/. Nasa Science News. 17 May 2013 [13 June 2014].
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