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(wù)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(xué)考察及相關(guān)技術(shù)試驗,突破掌握載人地月往返、月面短期駐留、人機(jī)聯(lián)合探測等關(guān)鍵技術(shù),完成“登、巡、采、研、回”等多重任務(wù),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(luò)
其中,月球科研站建設(shè)是我國探月工程遠(yuǎn)景規(guī)劃中關(guān)鍵的一環(huán),而月壤原位固化是月球科研站建設(shè)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(lǐng)域的重要研究方向。
在這一研究領(lǐng)域,北京航空航天大學(xué)李峰教授、周思齊博士團(tuán)隊已經(jīng)獲得了初步進(jìn)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(xué)
在李峰教授的指導(dǎo)下,周思齊和團(tuán)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(yīng)制備了模擬月壤地聚合物,基于硅鋁基團(tuán)變化揭示了模擬月壤硬化機(jī)理,對月壤原位硬化進(jìn)行了地面驗證。結(jié)合3D打印智能建造技術(shù),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(xué)
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(guān)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(xué)關(guān)于嫦娥五號月球科研樣品的申請成功獲批。交通學(xué)院李峰教授為樣品使用責(zé)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(xué)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(xué)文獻(xiàn)。但是能夠自己研究月球土壤,根據(jù)自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗和研究,這些都是非常有意義的。我們的目標(biāo)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?!?br />
北京航空航天大學(xué)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(shè)的早期階段,只有很少的人能夠真正到達(dá)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?!薄坝辛嗽虑蛲寥赖恼鎸崝?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(jìn)一步改進(jìn)粘合劑的配方?!敝芩箭R補(bǔ)充說。
接下來,研究團(tuán)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(gòu)、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(chǔ)性研究,為我國月球與深空探測重大戰(zhàn)略任務(wù)貢獻(xiàn)北航智慧和力量。
在北京航空航天大學(xué)等研究人員的帶領(lǐng)下,中國正在為月球建造人類基地奠定基礎(chǔ)。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(yīng)該做的事情。” |
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