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月球城的设计师们被告知，城里的居民主要是科学家。设计师们参考南极考察队的雪橇车和定居点的方案来筹划月球城。但是结构要重新设计，因为月球上的环境完全不同。首先，月球上没有大气层，是绝对的真空。第二，由于没有气体屏障，来自银河系和太阳的宇宙射线、大量流星粒子在月球表面肆虐活动。第三，昼夜温差巨大，且昼夜时长不合我们人类的作息规律。月球上一个白天的长度大约相当于12个地球昼夜，月球表面会被加热到150℃，而月球夜晚（差不多也相当于是12个地球的昼夜）表面温度会降至零下130℃。从工程的角度看，这是极其恶劣的环境。好在月球上还有引力，但只相当于地球的六分之一。这对于月球上的行进有好的一面：不用大功率的发动机，就能轻松地让机车动起来。但是也有很多不利之处，比如机车快速运动时，会高高跃起、在空中滑翔一段距离后再歪斜地落下来，而且车轮扬起的尘雾会一连几个小时散浮在真空中，挡住人的视线。由于这些原因，机车在月面的行驶速度不宜超过5千米/小时。
像南极考察一 样，用于月球城建设的机车也可以在月球城附近执行科学考察任务。机车由牵引车，四人组的生活车厢，功率10千瓦的同位素动力设备和钻探设备组成。每个车轮都安装电动马达。这样，当22个马达中即便有一个甚至几个出现故障，也不会导致机车抛锚。考虑到流星微粒的撞击很快就会损坏太阳能光电元件，没有过高期望光电元器件的可靠性。为了抵挡流星微粒、热辐射和紫外线的侵害，车厢外壳有三层：外壁和内壁由特种合金制成，中间填充泡沫填料。机车的主要任务是地质研究，首先用于寻找月球城和发射场施工位置，然后还要用来解决一些理论问题。
关于月球的起源有两种解释：一种说法认为，月球是地球俘获了经其附近飞行的天体形成的；另一种说法认为，太平洋海域某处的一大块陆地脱离地球变成了月亮。如果第一种说法正确，我们将得以更多地了解远古时期的行星；如果第二种说法正确，我们将会看到三百万年前的地球的形貌——从地质学的观点来看，月球如同地球的木乃伊，而地球的外壳由于风雨的侵蚀及生物圈（微生物、植物和动物，也包括人）的活动早已面目全非。负责月球地质研究的苏联科学院副院长维诺格拉多夫院士对月球钻探提出要求：钻头取出的月壤各层之间不能混合——如果破坏了地质层理顺序，我们就会颠倒月球的地质编年史。可是，即便对地球的地质研究也从未使用过这样的钻探设备，更何况是陌生的月球。在巴尔明领导下，这样的钻探设备还是研制出来了。尚在月球城的设计任务完成前，钻机就已飞抵月球，并经由返回设备带回了2.5米的月壤。
在取回的月壤中，科学家们发现了许多氧化物。这意味着人类登月不必自带大量的水，只要携带氢就可以了——利用简单的还原反应从月壤中提取氧，氧和氢再反应就能生成水。巴尔明同拉沃奇金厂协作，研制出了这种月球用的造水设备，这让地球上的公共饮食企业羡慕不已，可惜后来未能将其送到月球上进行实地检验。
1966年1月14日，科罗廖夫去世了，由他开始的工作仍在继续。仅在一个月后，“月球-9”探测器实现了月面预定区域的软着陆。一年后宇航员阿列克谢·列昂诺夫和奥列格·马卡洛夫开始根据绕月计划进行训练。1968年在拜科努尔建好了N1火箭的发射综合体（此时Ｎ1火箭尚未造好）。1969年“星”科研生产联合体终于拿出了被称为“隼”的月球宇航服。但是离开了科罗廖夫以后，工作进行得不太顺利。1968年三个美国人完成了首次载人的绕月飞行，苏联明显落后了。
巴尔明带领工程师们没日没夜地工作，月球城的轮廓逐渐清晰。这将是个容纳12名宇航员的小城。小城的定居点外形结构仿效铁路罐车。考虑到运载火箭的运送能力以及对安全性的要求，根据测算，12个人需要9个相同尺寸的“罐车”。
那时，设计师们想方设法在有限的经费预算中去设计他们的月球城。“罐车”以4.5米长的像手风琴折层似的金属伸缩筒的样式制成，这样就可以往运载飞船里多装一些。到了月球上，利用气体的压力作用，“罐车”可以展开伸长到8.6米（室内面积达到22.2平方米）。有些大个的零部件考虑用记忆金属制造，压成薄片的器件在加热到100—120℃范围内时会恢复其初始形状。
“罐车”除了做指挥所、实验室兼仓库、修理车间、医务室兼健身房和带餐厅的厨房外，还有三个“罐车”用于居住。
那时候做了很多实验，其中1967年在医疗生物问题研究所进行的一个实验，后来还被写进百科全书。该实验把由3个经过挑选的合得来的志愿者组成的小团体关进一个密闭的居所，他们在那里呆了整整一年。过了4个月的时候这个原本友好的小团体躁动起来，最通情达理的人开始抄起棋盘互相攻击。当人们把同样密闭的模仿大自然生态环境的生物圈与这个“科学监狱”连通以后，争吵才得以停休。秘密很简单：生物圈在一定程度上减弱了人类同其他生物体竞争的遗传本能，实验者在生物圈里能够独处。难怪沙皇俄国有这样的刑罚：派警察轮班坐在被关押在囚房的囚犯对面，并且默不作声地盯着他。这样一来，被禁闭的人就会变得狂躁不安直至崩溃。
一些年轻的设计师提议，在住人的房间安装虚拟的根据地球上的季节变换景色的窗户，还打算头戴摄像机骑自行车沿莫斯科郊外的森林拍风景片，以便让未来月球城的宇航员在健身房骑自行车锻炼的时候，把放映机戴在头上观赏这些风景。今天看来，这些想法显得有些幼稚，但在30年前，这可是激动人心的发明！ （作者：李浩悦，魏雯）
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