科学家们已经提出了多种月球基地的采矿方案,包括借鉴地球采矿技术和采矿设备,计算机控制的遥控操作采矿系统等。月球采矿将分阶段实现:第一阶段首先进行勘探和采矿的实验性研究;第二阶段建设采矿所需的基础设施,例如从地球上将勘探、施工和采矿设备部件运送到月球基地上进行装配,建设采矿场,并开展小规模作业;第三阶段将扩大采矿作业;第四阶段将建成先进的月球采矿基地,采矿人员将在控制室中遥控机器人进行较大规模的开采。
目前,美国在研讨未来月球冶金工业的建设方案。估计到2025年左右,月球上就会出现第一批冶金厂,生产各种金属制件和液氧,供建设月球基地、太阳能电站、空间站以及其他航天器的需要。
月球采矿将是个高度自动化的过程,平时无人值守,隔一段时间,航天员对开采设备进行一次检查和维护。月球上的开采设备与地球上的开采设备有许多不同,它们大都是遥控开采机器人,以电力驱动,能承受恶劣的月球环境,采用模块化设计,以便于更换部件和维修。
开采机器人能够“一专多能”,除完成“本职工作”外,还能承担一些通用性的任务,如起重、拖运等。由于月球重力加速度只有地球的1/6,与地球质量相同的物体在月面要轻得多,因此月面运输的能耗很低。对于开采量较大的作业,需要使用可移动的处理设备如移动处理厂等,避免大量的原料运输,以提高开采效率。