中国探月新进展:月壤砖技术为月球基地建设铺路
随着全球对月球探索兴趣的日益浓厚,建立月球基地的构想正逐步走向现实。近日,中国在这一领域取得了显著进展,成功利用模拟月壤制造出月壤砖,为月球基地的建设提供了全新的思路。
华中科技大学提出的“月壶尊”月球基地设计方案,巧妙地将中国传统建筑智慧与现代科技相结合。该方案采用整体预制拼装与局部3D打印连接的方式,利用月壤砖构建月球科研站。这些月壤砖具有独特的榫卯结构,不仅密度与普通砖块相当,抗压强度更是普通红砖和混凝土砖的三倍以上。
据悉,中国科学家已经进行了多次试验,以探索将月球表面的风化层转化为月壤砖的可行方法。这些月壤砖由五种成分各异的模拟月球土壤材料制成,采用了三种不同的烧结方法。为了评估这些月壤砖在极端环境下的性能,它们已被送往天宫空间站,将在宇宙射线和剧烈温度变化中接受长达三年的考验。
中国还计划在2028年的嫦娥八号月球南极登陆任务中,携带机器人测试利用3D打印技术将月球风化层土壤制成月壤砖的可行性。这一任务将作为中国建立国际月球研究站的先导任务,为未来月球及更远目的地的探测任务奠定基础。
回顾历史,人类对月球基地的设想早已有之,但长期以来一直停留在规划阶段。例如,冷战期间美国曾设想在月球背面建立核导弹基地,但受限于技术和资金,这一设想未能实现。同样,其他国家在月球基地的选址和建造方法上也面临诸多挑战,如强宇宙辐射、小型陨石撞击、温差极大以及月震频发等。
为解决这些难题,各国航天机构提出了多种建造月球基地的思路。一种是在建筑物外部堆砌厚重的保护层,利用月壤制造的材料完成外墙,再用沙土或表岩屑层层覆盖。另一种是利用月球表面的自然条件,如悬崖、峡谷、山洞和熔岩洞窟等作为天然掩体,再在其中修建配套设施。然而,这些方案都存在工程量大、耗资巨大或施工难度高等问题。
相比之下,中国采用的3D打印技术与原位建造技术结合的方法,为月球基地的建设提供了新的可能。月壤成分中的二氧化硅和氧化铝含量丰富,理论上可以用于制造建筑材料。通过微波烧结法或3D打印技术,可以将月壤转化为月壤砖,实现就地取材和减少物资运输的目标。
在珠海航展上,中国国家航天局展示了未来月球科研站建设的构想视频。视频中,月球上的太阳能被用来熔化月壤,通过3D打印技术将其制成月壤砖,这些月壤砖可以相互镶嵌拼接,成为月球科研站的主要材料。
月壤砖的成功制造,不仅代表了中国在探月工程中的技术突破,也展示了中国在月球基地建设方面的自主创新能力。这一成果有望为人类在月球上的长期居住和科研活动提供有力支持。