肩負(fù)“月球蓋房”重要使命，華中科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)精心燒制的月壤磚，近日已成功由天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船運(yùn)抵中國(guó)空間站。這一創(chuàng)新性的科研產(chǎn)品，將為未來(lái)在月球上的建筑活動(dòng)提供關(guān)鍵性的科學(xué)依據(jù)。
在探索月面原位建造的道路上，中國(guó)工程院院士丁烈云帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)已奮斗近十年。如今，隨著月壤磚的成功送抵太空，這一宏偉愿景正逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。丁烈云在第二屆地外建造學(xué)術(shù)研討會(huì)上表示，這是對(duì)團(tuán)隊(duì)多年努力的肯定，也標(biāo)志著月球建造工程邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。
與傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)不同，華科大團(tuán)隊(duì)采用了結(jié)合中國(guó)傳統(tǒng)制磚砌筑與3D打印的建造方式。這種方式有效降低了連續(xù)打印過(guò)程中可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)破損風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高了建造效率。團(tuán)隊(duì)利用模擬月壤樣品，成功燒制出帶有榫卯結(jié)構(gòu)的月壤磚，這種設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了磚塊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還為后續(xù)的機(jī)器人搭建提供了便利。
月壤磚的研制過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)面臨了諸多挑戰(zhàn)。月球上的環(huán)境條件極為惡劣，溫度變化極端、宇宙輻射強(qiáng)烈以及微隕石的撞擊都對(duì)建筑材料提出了嚴(yán)苛的要求。為此，團(tuán)隊(duì)在材料選擇、成型工藝以及性能測(cè)試等方面進(jìn)行了深入研究和反復(fù)試驗(yàn)。
此次送抵太空的月壤磚，原材料為團(tuán)隊(duì)根據(jù)真實(shí)月壤成分模擬配制的仿制品。經(jīng)過(guò)精心燒結(jié)而成，這些月壤磚在密度上與普通磚塊相當(dāng)，但抗壓強(qiáng)度卻達(dá)到了普通紅磚和混凝土磚的三倍以上，充分展現(xiàn)了其優(yōu)異的力學(xué)性能。
為了充分利用太空實(shí)測(cè)的寶貴機(jī)會(huì)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了柱狀和片狀兩種形態(tài)的月壤磚。柱狀磚主要用于力學(xué)測(cè)試，而片狀磚則因其較大的暴露面積，更適合進(jìn)行熱學(xué)和輻射效應(yīng)測(cè)試。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還考慮了月球不同區(qū)域土壤的顆粒成分差異，使用了多種模擬月壤成分和燒結(jié)工藝進(jìn)行制備。
隨著月壤磚在太空中的長(zhǎng)期暴露和性能測(cè)試的展開(kāi)，我們有望在未來(lái)獲得更多關(guān)于月球建筑材料性能的重要數(shù)據(jù)。這些信息將為人類(lèi)在月球上建造持久、安全的棲息地提供有力支持。
