1969年7月20日,美國“阿波羅”11號飛船安全著陸月球,宇航員阿姆斯特朗登上月球,在月球上首次留下人類的足跡,而中國將建造一個永久性的綜合型月球基地,實現(xiàn)人類長期駐留。
為了實現(xiàn)這一愿景,早在2004年,中國正式開展月球探測工程,并命名為“嫦娥工程”,拉開了我國月球與深空探測的序幕。嫦娥工程分為“無人月球探測”“載人登月”和“建立月球基地”三個階段。
嫦娥五號帶回地球的月壤樣本之一
2020年12月17日,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品安全著陸,預(yù)示著中國探月工程三期圓滿收官,實現(xiàn)了中國“探月工程”規(guī)劃的“繞、落、回”中的第三步。
2022年9月10日,據(jù)國家航天局消息,探月工程四期任務(wù)已獲國家批復(fù),將建立國際月球科研站基本型,并突破掌握一系列用于月面科研站建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)與能力。
據(jù)國家航天局表示,探月工程四期將在未來十年之內(nèi)陸續(xù)實施包括嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號在內(nèi)的三個任務(wù)。
一是嫦娥六號計劃在月球背面進(jìn)行采樣返回,嫦娥六號是嫦娥五號的備份,基本上已經(jīng)生產(chǎn)完,計劃2024年前后發(fā)射;二是嫦娥七號對月球的地形地貌、物質(zhì)成份、空間環(huán)境進(jìn)行一次綜合探測任務(wù),嫦娥七號正在研制中,將在2025年前后發(fā)射;三是嫦娥八號除了繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)探測試驗以外,還要進(jìn)行一些關(guān)鍵技術(shù)的月面試驗,嫦娥八號正在研制中,計劃在2030年之前發(fā)射。
國際月球科研站效果圖
據(jù)國家航天局方面透露,預(yù)計在2045年之前,我國將會在月球表面上,建造一個永久性的綜合型月球基地,實現(xiàn)人類長期駐留,并完成全面、大規(guī)模的科學(xué)探測、技術(shù)試驗與月球資源開發(fā)利用。
如果說,嫦娥五號、嫦娥六號是對月球土壤的研究,那么嫦娥七號則是尋找適合月球科研站建造的地點,而嫦娥八號則是進(jìn)一步探索驗證在月球上建基地的可能性,通過3D打印技術(shù)建造一個月面科研站的基本模型。
嫦娥八號效果圖
作為研發(fā)未來國際月球研究站的先導(dǎo)項目,嫦娥八號的任務(wù)如果能順利完成,那么,后續(xù)的很多月球項目,也都將能夠順利展開。
據(jù)資源庫了解,通過3D打印在月球造房子,目前國內(nèi)已經(jīng)有一個相對成熟的解決方案。近日,華中科技大學(xué)成功制備出國內(nèi)首個模擬月壤真空燒結(jié)打印樣品,并進(jìn)一步設(shè)計了名為“月壺尊”的月面基地建筑物。
“月壺尊”月面基地效果圖
月壺尊形似雞蛋蛋殼,長寬均為3米,內(nèi)部中空,沒有橫梁等支撐結(jié)構(gòu);蛋殼體分內(nèi)外兩層,中間夾一層類似于肋骨的結(jié)構(gòu),以增強穩(wěn)定性;內(nèi)部空間分為上下兩層,上層為生活區(qū),下層為工作區(qū)。
“月壺尊”內(nèi)部構(gòu)造示意圖 華中科技大學(xué)目前給出的最佳方案是將中國傳統(tǒng)制磚砌筑的建造方式與3D打印建造方式相結(jié)合,采用整體預(yù)制拼裝、局部打印連接的方式,設(shè)計建造月面基地。
首先,利用太陽能或激光燒結(jié)月壤制備出帶有榫卯結(jié)構(gòu)的月壤磚,然后由機器人砌筑,同時用3D打印加強連接,避免結(jié)構(gòu)變形。無論是3D打印還是燒結(jié)都可融入到“月蜘蛛”機器人身上,這款3D打印機器人,遠(yuǎn)看像蜘蛛,上部分是混聯(lián)機械臂,下部分是多足平臺,施工時機械臂也可換成3D打印機。
但是月球極端的環(huán)境對打印也是一個非常大的挑戰(zhàn),目前月壺尊項目還仍然是實驗室產(chǎn)品,還沒有經(jīng)歷實際任務(wù)考驗,嫦娥八號將在真實的月球環(huán)境中驗證利用月壤進(jìn)行3D打印的技術(shù)。
我們期待最終的結(jié)果,還有8年的時間,也許隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)步,在月球建房子或許能一步到位,變得更簡單。
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