华科造“月壤砖”上天了，开展太空实验为月球上盖房子探路
新闻记者 李碗容
通讯员 高翔 左盈
“‘月壤砖’在太空完整暴露时间为三年，每隔一年我们会下行一块样品板，开展力学性能、热学性能、抗辐射性能研究，为将来到月球上盖房子积累科研数据。”中国工程院院士、华中科技大学教授、国家数字建造技术创新中心首席科学家丁烈云11月17日在武汉说。此前一天，丁烈云团队研制的“月壤砖”搭乘天舟八号货运飞船运抵中国空间站，正式开展太空实验。
“华科造”月壤砖上天了
随着载人航天与深空探测科学技术的不断发展，NASA、ESA以及其他国家纷纷提出月面空间中长期驻留设想及月球基地建造相关计划。11月17日，第二届地外建造学术研讨会在武汉召开，丁烈云院士介绍了“月壤砖”等月球基地原位建造的最新进展及技术挑战。
丁烈云院士着重介绍了我国探月、载人登月重大战略部署——我国探月工程第一阶段已完成，从嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号到嫦娥五号圆满完成了探月工程三步走“绕、落、回”，下一步的核心工作是建设月球科研站。丁烈云带领团队模拟月壤成分烧制而成的“月壤砖”就拟用于未来建造月球基地。“我们希望中国的‘基建狂魔’在太空中也展现它的风采和魅力。”丁烈云说。
为什么建？建在哪里？材料怎么成型？服役性能如何……分享中，丁烈云分析了月球基地建造面临的极端环境，总结了月球基地建造结构设计、材料制备和建造工艺装备等三方面的研究进展，凝练提出了月球基地建造面临的关键科学技术挑战。关于服役性能，丁烈云谈到，自己团队正在做空间站暴露环境下月壤烧结样品性能演化研究。“中国空间站的环境和月球环境是最接近的，现在我们正在做这个工作，三年后再把它取下来，然后再进行进一步分析。”丁烈云说。
北京时间11月16日，丁烈云团队研制的“月壤砖”已搭乘天舟八号货运飞船运抵中国空间站，正式开展太空实验。预计在2025年年底，将会下行第一块“月壤砖”样品板。丁烈云介绍，送入空间站的“月壤砖”由团队根据嫦娥五号月壤样品成分，模拟配成后再烧结而成，共3块样品板，内含74块小样，包括片状、柱状两种形态和5种不同模拟月壤成分、3种不同烧结工艺的月壤砖。为了充分利用上太空实测的珍贵机会，“月壤砖”分为柱状和片状两种形态。柱状“月壤砖”主要用于力学测试，暴露面积较大的片状“月壤砖”则用于热学和辐射效应测试。
将来用月球资源盖楼
“要在月球上盖房子，需要克服大温变、低重力、高真空、强辐射月震、微陨石冲击等挑战。”丁烈云说。这次上太空就是为了搞清楚，“月壤砖”能不能胜任月球造房子的任务。太空实验将主要围绕“月壤砖”力学性能是否退化、保温及隔热性能、能否经受住辐射等开展验证，为月球基地原位建造的材料选择、工艺优化提供科学依据。
月球基地原位建造主要指利用月壤、月岩等月球原位资源进行建筑材料的制备和结构的建设。2015年，丁烈云从建筑3D打印中获得启发，开始带领团队从事月面基地原位建造研究——指将来建设月球科研站时可以在月球上就地取材，直接利用月壤、太阳能、矿产等月面原位资源来盖房子。不需要再从地球上运输预制建筑构件，这样的方式能够极大地降低月面建造的成本。近10年来，其团队将中国传统建筑榫卯结构与3D打印建造方式相结合，持续开展月球屋建造探索，除烧出带有榫卯结构的月壤砖外，还设计出穹顶结构的月面建筑雏形及可以在月球上从事真空烧砖、组装、连接等工作的机器人。
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