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月球居住新突破?月壤砖登场,月球建房不再是梦!

2024-10-21来源:天脉网编辑:瑞雪

在探索宇宙的征途上,中国科学家再次迈出创新步伐,成功研发出“月壤砖”,这一突破性材料有望在未来月球基地的建设中大放异彩。不同于我们日常所见的红砖、青砖及混凝土砖,“月壤砖”以其独特的性能与制造工艺,正逐步揭开其神秘面纱,并即将搭乘“天舟八号”货运飞船,前往中国空间站进行一系列重要的太空暴露实验。

月壤砖示意图

据国家数字建造技术创新中心及华中科技大学的周诚教授介绍,“月壤砖”不仅在结构上采用了传统的榫卯设计,实现了高密度的同时,其抗压强度更是惊人,达到了普通红砖和混凝土砖的三倍以上,相当于每平方米面积能承受超过10吨的重量。这一特性使得“月壤砖”在月球极端环境下依然能够保持结构的稳定性和安全性。

然而,要想在月球上成功应用“月壤砖”,它必须经受住一系列严酷考验。月球表面极端的温差、强烈的宇宙辐射、频繁的微陨石撞击以及月震等自然现象,都对建筑材料的力学性能、热学性能和抗辐射性能提出了极高的要求。为了验证这些性能,科学家决定让“月壤砖”先行一步,进入中国空间站进行为期数年的暴露实验。

月球环境示意图

此次太空之旅,“月壤砖”将重点验证三大关键性能:一是力学性能的稳定性,确保在太空环境下不会退化;二是热学性能的变化,以应对月球极端的温差;三是抗辐射能力,确保在大量宇宙辐射的照射下依然能够保持完好。这些实验数据将为未来月球基地的实际建设提供宝贵的科学依据。

那么,“月壤砖”是如何炼成的呢?周诚教授透露,这一过程采用了真空热压烧结技术,整个流程精心分为三步。首先,将模拟月壤称重并放入模具中进行压制;随后,将压制好的模具放入真空热压炉中升温烧结;最后,经过高温烧制,一块坚固的“月壤砖”便诞生了。整个过程中,没有添加任何其他材料,完全实现了原位成型。

月壤砖压制过程

这一创新工艺不仅展示了中国科学家在材料科学领域的深厚实力,更为未来月球基地的建设开辟了一条全新的道路。科研人员表示,未来建设月球科研站时,可以充分利用月球上的原位资源,如月壤、太阳能和矿产等,实现就地取材、自给自足的建造模式,从而大幅降低建设成本。

为了充分利用这次太空暴露实验的机会,研究团队精心设计了柱状和片状两种形态的“月壤砖”。柱状样品主要用于力学测试,而片状样品则因其较大的暴露面积,更适用于热学和辐射效应的测试。他们还采用了5种不同的模拟月壤成分和3种烧结工艺,以获取更为全面和准确的科研数据。

月壤砖烧结过程

随着“月壤砖”在中国空间站的暴露实验逐步展开,我们距离在月球上建造科研站的梦想又近了一步。这些珍贵的实验数据将为未来月球基地的建设提供强有力的支持,助力人类在月球上开启新的篇章。