據(jù)中國載人航天工程辦公室表示 ,近期,我國載人月球探測工程登月階段任務已啟動實施,計劃在2030年前實現(xiàn)中國人首次登陸月球,開展月球科學考察及相關技術試驗,突破掌握載人地月往返、月面短期駐留、人機聯(lián)合探測等關鍵技術,完成“登、巡、采、研、回”等多重任務,形成獨立自主的載人月球探測能力。
中國登入月球概念圖,圖片來自:網(wǎng)絡
其中,月球科研站建設是我國探月工程遠景規(guī)劃中關鍵的一環(huán),而月壤原位固化是月球科研站建設和資源原位利用的重要研究內(nèi)容,可在月球就地取材作為建筑材料,減少對地球資源的依賴,是目前月球資源原位利用領域的重要研究方向。
在這一研究領域,北京航空航天大學李峰教授、周思齊博士團隊已經(jīng)獲得了初步進展,通過模擬月球土壤成功3D打印出了樣磚。打印模擬月球土壤,圖片來自:北京航空航天大學
在李峰教授的指導下,周思齊和團隊成員研制了兩種模擬月壤BH-1、BH-2,在模擬月表條件下以堿激發(fā)反應制備了模擬月壤地聚合物,基于硅鋁基團變化揭示了模擬月壤硬化機理,對月壤原位硬化進行了地面驗證。結合3D打印智能建造技術,將模擬月壤地聚合物作為“墨水”打印磚塊,旨在實現(xiàn)月面原位自動化建造,以解決極端環(huán)境下勞動力不匹配的問題。
周思齊博士打印模擬月球土壤,圖片來自:北京航空航天大學
如果說早期的工作還只是基于模擬的月壤,那么接下來的工作將更具意義。
2023年6月26日,國家航天局探月與航天工程中心發(fā)布了《關于發(fā)放第六批月球科研樣品的公告》。公告顯示北京航空航天大學關于嫦娥五號月球科研樣品的申請成功獲批。交通學院李峰教授為樣品使用責任人,這也是北航獲批的首份月壤樣品。
獲批借用的月壤光片樣和粉末樣,圖片來自:探月與航天工程中心
此次北航獲批嫦娥五號月球樣品借用2份,共計60mg:其中光片樣1份,編號CE5C0800YJYX154GP:含1個玄武巖顆粒和2個角礫巖顆粒,10mg;粉末樣1份,編號CE5C0100YJFM00103H,50mg。
北京航空航天大學李峰教授,圖片來自:CGTN采訪截圖
在接受CGTN的采訪中,李峰教授表示:“以前,無論是模擬還是我們使用的數(shù)據(jù),都是來自科學文獻。但是能夠自己研究月球土壤,根據(jù)自己的數(shù)據(jù)進行實驗和研究,這些都是非常有意義的。我們的目標是在2030年之前在月球上制造出第一塊用月球土壤制成的磚。”
北京航空航天大學周思齊博士,圖片來自:CGTN采訪截圖
周思齊博士表示:“在月球建設的早期階段,只有很少的人能夠真正到達那里。勞動力短缺乏,我們需要提高制造過程的自動化水平。3D打印天然的特性,非常合適。”“有了月球土壤的真實數(shù)據(jù),我們可以更好地了解它的真實成分。例如,我們可以進一步改進粘合劑的配方?!敝芩箭R補充說。
接下來,研究團隊將利用嫦娥五號真實月壤樣品開展CT掃描及月壤三維形貌重構、樣品成分分析等實驗研究,繼續(xù)深入開展高真度BH系列模擬月壤研制、月壤原位利用與智能建造、真空羽流-月壤氣固兩相流仿真等前瞻性基礎性研究,為我國月球與深空探測重大戰(zhàn)略任務貢獻北航智慧和力量。
在北京航空航天大學等研究人員的帶領下,中國正在為月球建造人類基地奠定基礎。周思奇這樣形容自己的工作:“在月球上修路、蓋房子也就是在北航的交通人所應該做的事情?!?/td> |
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