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中国在月球“盖房子”料成真 “月壤砖”将赴天宫验证

2024-10-21 05:02:24大公报 作者:刘凝哲
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  左图:“月壤砖”砖体呈榫卯结构,有利于在未来的月球基地的建造过程中进行拼装建造。右图:“月壤砖”抗压强度是普通红砖、混凝土砖3倍以上,有利于未来拼装建造月球基地。图为中国月面基地构想图。

  刚刚公布的中国《国家空间科学中长期发展规划》显示,中国预计在2028-2035年论证实施月球科研站。如何利用月面上的原位资源,在月球上“盖房子”,成为月球科研站建设的预研课题之一。

  最新消息显示,中国科学家模拟月壤成分烧制成“月壤砖”,砖体呈榫卯结构,其抗压强度是普通红砖、混凝土砖3倍以上,有利于未来拼装建造月球基地。“月壤砖”预计搭乘天舟八号货运飞船在飞往中国空间站做暴露实验,验证力学、热学性能,以及能否经受得住宇宙辐射。

  将搭乘“天舟八号”前往中国空间站

  中国预计在2028-2035年论证实施月球科研站项目。国家航天局系统工程司司长杨小宇表示,月球科研站的基本型阶段要建设成为功能和要素基本齐备的月基综合性科研平台;拓展型要建设成为长期无人、短期有人、功能完善、稳定运行的一个大型月基科研平台,具备全月面科学研究、资源开发和技术验证能力。这样的目标,令如何在月球上盖房子的预先研究备受关注。

  中国科学家模拟月壤成分烧制

  为了搞清楚“月壤砖”能不能胜任月球造房子的任务,近日,中国科学家模拟月壤成分烧製而成的“月壤砖”,将搭乘“天舟八号”货运飞船前往中国空间站。在完成太空实验后,第一块“月壤砖”预计将在2025年年底返回地球。

  国家数字建造技术创新中心、华中科技大学教授周诚表示,科研人员用实验室模拟出的月壤材料类似于地球土壤,制作成砖需要进行高温烧製。采用电磁感应烧结炉可以在十分钟左右将温度加热至1000℃以上,“月壤砖”即可烧製完成。烧製过程中没有其他材料添加物,采用100%原位成型工艺方法,即月球就地取材,直接利用月壤、太阳能、矿产等月面原位资源来盖房子,不需要再从地球上运输预制建筑构件。这样的方式能够极大地降低月面建造的成本。这些模拟“月壤砖”将在太空暴露实验后,为将来真的到月球上盖房子积累科研数据,从而优化实际方案。原位成型工艺方法也是在未来月球基地建造中的非常有潜力的建造方式。

  专家表示,要在月面盖房子,“月壤砖”首先会遭遇温度剧烈变化,月昼温度超过180℃,月夜又到-190℃。由于没有大气保护,大量宇宙辐射和许多微陨石会撞击到月球表面,同时还有震动频率高的月震,都会对月面建筑材料的力学性能、热学性能和抗辐射性能都提出苛刻要求。

  为搞清楚“月壤砖”能不能胜任月球造房子的任务,科学家们将其送往中国空间站。在完成太空实验后,第一块“月壤砖”预计将在2025年年底返回地球。

  研究团队设计柱状片状两形态

  值得一提的是,为了充分利用上太空实测的珍贵机会,研究团队将带到中国空间站的“月壤砖”设计为柱状和片状两种形态,其中,柱状“月壤砖”主要用于力学测试;暴露面积较大的片状“月壤砖”则用于热学和辐射效应测试。

  此外,“月壤砖”还使用了5种不同的模拟月壤成分、3种不同的烧结工艺。周诚介绍,“月壤砖”的5种不同的成分,有模拟月海也就是嫦娥五号落月之处的成分,也有未来嫦娥八号落月地的成分。这将为后续月球基地的建设提供更准确的科研数据。

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