導(dǎo)讀:自1969年阿波羅11號成功實(shí)現(xiàn)人類首次登月以來,人類對月球的探索從未停歇。隨著航天科技的不斷進(jìn)步,我們對月球的認(rèn)知逐步加深,探索的步伐也日益加快。然而,要在月球上建立一個(gè)可持續(xù)的科研和居住基地,依然面臨諸多挑戰(zhàn)。
如今,我們已成功邁出了關(guān)鍵的第一步——“月壤磚”。這是由我國科學(xué)家模擬月壤成分燒制而成的材料,未來可用于建造月球基地。這些“月壤磚”將搭乘“天舟八號”貨運(yùn)飛船送往中國空間站,在太空環(huán)境中進(jìn)行暴露實(shí)驗(yàn),為未來的月球基地建設(shè)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。
在月球上建房子,要用什么材料?
近日,中國工程院院士、華中科技大學(xué)教授丁烈云在央視《開學(xué)第一課》上透露,目前我國科研團(tuán)隊(duì)已用模擬月壤燒制出了月壤磚,未來有望成為在月球蓋房子的建筑材料。
如何用月壤燒制月壤磚?丁烈云表示,月壤里面含有多種礦物,它們的熔點(diǎn)也不一樣,需要確定一個(gè)最佳的燒制溫度段,使得制作的月壤磚能夠達(dá)到我們建筑材料所需要強(qiáng)度,需要不同的燒制方法?!澳壳埃覀兛梢园言氯来u燒到100兆帕的強(qiáng)度,這個(gè)強(qiáng)度比混凝土還要堅(jiān)硬得多?!?
目前,人類還無法直接到月球上去燒制月壤磚。所以,科研人員采用了真空燒結(jié)的方式——模擬月球的真空環(huán)境,將裝有月壤粉末的石墨模具整體置于真空熱壓爐內(nèi)進(jìn)行燒制。燒制一爐真空環(huán)境的模擬月壤磚,大概需要24小時(shí)。
有了月壤磚,又該如何在月球建房子呢?
丁烈云說,目前有兩種方案,一種是要把月壤燒成磚,然后用機(jī)器人來進(jìn)行砌筑;另一種方案,就是直接用3D打印。如月球上工作的蜘蛛機(jī)器人通過真空燒磚、組裝、連接等,像搭樂高積木一樣建造月球家園。
為搞清楚“月壤磚”能不能勝任月球造房子的任務(wù),近日,“月壤磚”就要搭乘“天舟八號”貨運(yùn)飛船前往中國空間站。在完成太空實(shí)驗(yàn)后,第一塊“月壤磚”預(yù)計(jì)將在2025年年底返回地球。
事實(shí)上,早在2015年,丁烈云教授就提出了在月面打印基地的設(shè)想,科技部2021年底將此項(xiàng)研究列入重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。丁烈云希望能夠在月球上就地取材,用月壤燒結(jié)方式做出月壤磚,再用機(jī)器人砌筑“月壺尊”--這是一個(gè)外形酷似雞蛋殼的建筑。
目前,丁烈云院士團(tuán)隊(duì)開展了月壤燒結(jié)及月面極端環(huán)境影響等多項(xiàng)前沿研究,相關(guān)的月面建筑“月壺尊”、砌筑拼裝機(jī)器人“中國超級泥瓦匠”、原位資源3D打印機(jī)器人“月蜘蛛”的設(shè)計(jì)也在穩(wěn)步推進(jìn)。
中國的探月計(jì)劃在未來幾年內(nèi)規(guī)劃了一系列重要目標(biāo)。預(yù)計(jì)在2026年,嫦娥七號將發(fā)射,專注于月球南極的環(huán)境和資源勘查。到2028年,嫦娥八號將與嫦娥七號協(xié)同合作,在月球南極建立一個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)研究站。
更為矚目的是,中國計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)載人登月,并在2040年前建成一個(gè)具備全面功能的國際月球科學(xué)研究站,致力于空間環(huán)境探測與科學(xué)實(shí)驗(yàn),為人類的深空探索奠定基礎(chǔ)。
與此同時(shí),美國宇航局(NASA)啟動了名為“奧林巴斯計(jì)劃”的項(xiàng)目,旨在于2040年前后在月球上建立空間站。這次NASA選擇與3D打印建筑公司Icon合作,后者正致力于研究有望實(shí)現(xiàn)月球居住地的3D打印技術(shù),并已經(jīng)在地球上測試建造房屋的方案。
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