2026年美赛B题：利用太空电梯系统建设月球殖民地
2026年美赛B题：利用太空电梯系统建设月球殖民地是 2026 年美国大学生数学建模竞赛 MCM B 题。英文题名为 Creating a Moon Colony Using a Space Elevator System。题目设定未来建设一处可容纳十万人的月球居住地，要求比较不同地月运输方案的费用、时间和环境影响。
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建设任务与运输路线
题目中的月球殖民地管理机构简称 MCM Agency，是虚构的委托方。它计划在太空电梯系统建成之后，从 2050 年开始建设月球居住地，预计容纳 100,000 人。建设所需物资约为 1 亿公吨；这里的公吨即 1,000 千克。居民入住后，还需持续运输水和其他补给。2050 年是题目给出的建设起始年份，并不是规定必须在当年完工。
需要比较的两类运输路线有不同的中间环节。太空电梯路线先把货物从地面港提升到空间中的顶端锚点，再由火箭运往月球；传统火箭路线则从地球发射基地直接把货物送到月球。因此，题目所说“只使用太空电梯系统”并不意味着全程没有火箭，而是地面到空间这一段使用电梯系统。
所有方案的比较终点都在月球建设地点。题目关心的是把物资从地球表面交付到该地点的成本与时间，而不只是把物资送入地球轨道。
题面给定的系统条件
太空电梯与银河港
题目称一组地面港、连接缆绳和空间锚点组成的设施为“银河港”（Galactic Harbour）。最终的太空电梯系统包含 3 个银河港及配套支持设施，理想布置是沿赤道彼此相隔 120°。每港具有一个地面港和两个顶端锚点，多部电梯协同承担提升任务。
连接地面与锚点的缆绳长 100,000 千米，术语表把材料设定为石墨烯。货物经地球同步轨道继续提升至顶端锚点，然后换装火箭。题面给出的同步轨道参考高度约为距地表 35,786 千米，轨道周期为 24 小时；顶端锚点则位于长缆绳的末端，承担配重作用。
题面为银河港的先进提升系统给出 179,000 公吨/年的运输能力，并设定其提升运行不产生大气污染。这一设定针对提升系统，并未把后续火箭航段或整个建设过程都定义为零环境影响。
原题对部分结构和统计口径没有完全展开：正文将单港描述为两条缆绳连接两个锚点，术语表又有每个锚点连接两条缆绳的措辞；年运量一句以银河港为描述对象，没有另列三港合计运量表。报告应交代如何理解这些口径，不能把自行采用的解释当作题面额外给出的数值。
传统火箭与发射地点
题目预计到 2050 年，使用先进的 Falcon Heavy 火箭发射时，每次可向月球运送 100—150 公吨有效载荷。这是本题的未来情境设定，并非对现阶段运载能力的断言。
题面列出十处可考虑的发射地点：美国的阿拉斯加、加利福尼亚、得克萨斯、佛罗里达和弗吉尼亚，以及哈萨克斯坦、法属圭亚那、印度萨蒂什·达万航天中心、中国太原卫星发射中心、新西兰马希亚半岛。参赛者可以选择使用其中哪些设施；题目并未要求十处同时投入运输。
作为初始比较，允许先假定两个运输系统都处于理想状态，例如缆绳不摆动、火箭没有发射失败。后续任务再要求放宽这一理想条件。题目没有统一给出每次发射的费用、各基地发射频次、设备故障概率或人均用水量，这些不能作为已经确定的题目数据使用。
需要回答的五项问题
一、三种运输方案各需多少费用和时间
围绕向月球交付约 1 亿公吨建设物资，建立数学模型，比较以下三种情境：
- 采用太空电梯系统的三个银河港完成运输；路线包括提升及从锚点到月球的火箭航段。
- 只采用传统的地面火箭发射，由参赛者选择基地。
- 将两类运输方式组合使用。
比较必须同时涉及建设物资运输的费用和时间安排。只算单位运输价格，或只估计某一段的运输时长，不能覆盖题目要求的地表到月球建设地点的整体比较。
二、系统不能始终正常工作时，结论怎样改变
在初始理想情境的基础上，考察非正常运行造成的影响。题目列举的情形包括缆绳摆动、火箭发射失败和电梯故障。需要说明原来的方案或评价结果会改变多少，而不是只说明现实中存在故障风险。
三、居民入住后，一年的供水如何保障
把研究阶段由建设转向完整运营：居住地已经能够容纳十万人，并开始有人居住。调查这一人口规模在一年内的用水需求，再用前面建立的运输模型，分析为确保这一整年有足够水源，需要增加多少运输费用和时间。
这一任务另有明确的一年保障周期，不能把建设期所需总物资自动当作运营期水需求。题面没有指定耗水、回收或储备参数，采用的依据需在报告中说明。
四、如何比较并减少对地球环境的影响
讨论实现十万人月球居住地时，各方案对地球环境的影响，并说明若希望减轻这些影响，模型应如何调整。题目没有预先规定统一的环境指标，也没有宣布某一运输路线在全部环境指标上都优于另一条路线。
五、给委托机构写一页建议信
向虚构的 MCM Agency 提交 1 页建议信，推荐建设并持续保障十万人居住地的行动方案。建议应承接前面的运输、可靠性、供水和环境比较。
最终提交内容
提交 PDF 的计入篇幅部分不超过 25 页，包括一页摘要表、目录、完整研究报告、给 MCM Agency 的一页信，以及参考文献表。图、表、计算和其他补充内容也计入这一页数；题面没有最低页数要求，允许部分完成的研究。
如使用生成式 AI，应按 COMAP 政策在 PDF 末尾附 AI 使用报告，该报告不计入 25 页。题目并不要求必须使用 AI。
原题与附件
- 官方英文题目 PDF（3 页）。
- COMAP 2026 年赛题发布页。
官方发布页没有为 B 题列出独立数据附件。上述设施、运力和时间属于竞赛给定情境；自行补充的资料应注明来源。