在月球上蓋房子！“月壤磚”來了

來源：央視新聞微信公眾號

我們?nèi)粘Ｉ钪械慕ㄖ么u一般有紅磚、青磚以及混凝土磚，但你聽說過“月壤磚”嗎？

所謂“月壤磚”，是我國科學(xué)家模擬月壤成分燒制而成的，擬用于未來建造月球基地。再過一段時間，這種“月壤磚”就將搭乘“天舟八號”貨運(yùn)飛船飛向中國空間站，到太空去做暴露實(shí)驗(yàn)。

“月壤磚”跟普通磚有何不同？

據(jù)國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心、華中科技大學(xué)教授周誠介紹，“月壤磚”呈榫卯結(jié)構(gòu)，密度與普通磚塊相當(dāng)，抗壓強(qiáng)度卻是普通紅磚、混凝土磚的三倍以上，相當(dāng)于每平方厘米能承受1噸多重量。

未來月球基地的建造中，可能采用這樣的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行拼裝建造。

“月壤磚”需要經(jīng)受住怎樣的考驗(yàn)，才能肩負(fù)起月球蓋房子的重任？

月面月晝溫度超過180℃，月夜又到190℃，想要蓋房子，首先要接受溫度劇烈變化的挑戰(zhàn)。

因?yàn)闆]有大氣保護(hù)，大量宇宙輻射和許多微隕石會撞擊月球表面。

同時還有震動頻率高的月震。

這些都會對月面建筑材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和抗輻射性能提出苛刻要求。

“月壤磚”為何要去中國空間站？

為了驗(yàn)證“月壤磚”的性能，近日，“月壤磚”樣品要搭乘“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)計將于2025年年底返回地球。

專家告訴記者，“月壤磚”的太空之旅有三大關(guān)鍵性能要驗(yàn)證，包括：

“月壤磚”的力學(xué)性能。太空環(huán)境下，樣品的力學(xué)性能會不會退化十分關(guān)鍵。

“月壤磚”的熱學(xué)性能的變化。

輻射作用對“月壤磚”的影響。因?yàn)樵虑蚴钦婵窄h(huán)境，存在大量宇宙輻射，所以“月壤磚”能否經(jīng)受住宇宙輻射作用，也非常值得驗(yàn)證。

“月壤磚”如何煉成的？

月球表面復(fù)雜的環(huán)境對“月壤磚”的性能提出了極高的要求，“月壤磚”是怎么煉成的呢？周誠介紹，“月壤磚”采用真空熱壓燒結(jié)的方式成型，整個過程大概分為三個步驟。

• 第一步，先把模擬月壤進(jìn)行稱重，按照重量放入模具，因月壤非常松散，所以需要在模具容器里進(jìn)行壓制。

• 壓力施加完畢后，工程師會把壓制成型的、帶有模擬月壤的模具放到真空熱壓爐中，加上隔熱設(shè)施，將它升溫?zé)Y(jié)。

• 第三步，對“月壤磚”進(jìn)行高溫?zé)啤?/p>

“月壤磚”是以100%原位成型的工藝方法制造的，整個過程中沒有任何其他材料添加物。這也是在未來月球基地建造中的一個非常有潛力的建造方式。

科研人員：將來建設(shè)月球科研站時

或可在月球上就地取材

在介紹“月壤磚”制作流程時，科研人員提到一個詞——原位成型工藝方法。也就是說，將來建設(shè)月球科研站時，可以在月球上就地取材，直接利用月壤、太陽能、礦產(chǎn)等月面原位資源來蓋房子，無須再從地球上運(yùn)輸預(yù)制建筑構(gòu)件。

這樣能極大降低月面建造的成本。這些模擬“月壤磚”在太空暴露實(shí)驗(yàn)后，將為未來在月建設(shè)積累科研數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化實(shí)際方案。

周誠表示，模擬月壤燒結(jié)的樣品一共分為三塊樣品板，“實(shí)際上我們設(shè)計的整個暴露時間是三年，每隔一年會下行一塊樣品板，帶著在空間站暴露之后的樣品返回地球，再做相關(guān)實(shí)驗(yàn)。”

為了充分利用太空實(shí)測的珍貴機(jī)會，研究團(tuán)隊將帶到中國空間站的“月壤磚”設(shè)計為柱狀和片狀兩種形態(tài)：

柱狀“月壤磚”主要用于力學(xué)測試；

暴露面積較大的片狀“月壤磚”，則用于熱學(xué)和輻射效應(yīng)測試。

除了形態(tài)不同，這些“月壤磚”還使用了5種不同的模擬月壤成分、3種不同的燒結(jié)工藝，為后續(xù)月球基地的建設(shè)提供更準(zhǔn)確的科研數(shù)據(jù)。

總臺央視記者/崔霞 李寧 吳天白 凌姝 王鏡雅