原來(lái)真的有人想蓋“月宮”，中國(guó)科學(xué)家計(jì)劃在月球上蓋個(gè)研究中心

在中國(guó)航天事業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下，月球建造計(jì)劃成為新的里程碑。 近日，中國(guó)載人航天工程辦公室宣布將于2030年前實(shí)現(xiàn)載人登月 ，這一宏偉目標(biāo)標(biāo)志著我國(guó)航天技術(shù)即將邁入嶄新時(shí)代。為達(dá)成此目標(biāo)，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)正穩(wěn)步推進(jìn)：

• 新一代載人運(yùn)載火箭長(zhǎng)征十號(hào)已完成多次成功試車
• 新型載人飛船、月面著陸器和登月服等核心裝備均處于研制階段

這些進(jìn)展不僅體現(xiàn)了中國(guó)航天工業(yè)的強(qiáng)大實(shí)力，更為未來(lái)的月球科研站建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，展現(xiàn)了中國(guó)在深空探索領(lǐng)域的雄心壯志。而我國(guó)科學(xué)家正在研究使用榫卯工藝在月球上蓋房的可能性。這項(xiàng)研究由中國(guó)工程院院士、國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心首席科學(xué)家丁烈云領(lǐng)導(dǎo)。丁烈云團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功研制出了月壤磚，這是一種可能用于月球建筑的材料。月壤磚的強(qiáng)度受到礦物成分和燒結(jié)方式的影響，因此需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其性能。

圖片來(lái)源：國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心官網(wǎng)

在月球建造房屋的關(guān)鍵在于開發(fā)適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的建筑材料。月壤磚作為一種創(chuàng)新性的解決方案，展現(xiàn)出巨大潛力。這種特殊磚塊的主要原料是模擬月壤，通過(guò)先進(jìn)的燒結(jié)工藝制成。其制作過(guò)程獨(dú)特，主要包括以下幾個(gè)步驟：

1. 將模擬月壤粉末裝填進(jìn)特制的石墨模具
2. 使用壓頭對(duì)粉末進(jìn)行壓實(shí)處理
3. 連同模具一起放入真空燒結(jié)爐，在約10^-2 Pa的極低氣壓下進(jìn)行燒結(jié)

這種真空燒結(jié)工藝旨在模擬月球表面的低壓環(huán)境，有助于更好地理解月壤在實(shí)際月球環(huán)境下的行為。

月壤磚的物理特性令人印象深刻：

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這意味著每平方厘米的月壤磚可以承受超過(guò)1噸的壓力，遠(yuǎn)超常規(guī)建筑材料。

然而，月壤磚的真正優(yōu)勢(shì)在于其適應(yīng)月球極端環(huán)境的能力。研究人員專門設(shè)計(jì)了柱狀和片狀兩種形態(tài)的月壤磚樣本，分別用于測(cè)試其力學(xué)性能、熱學(xué)特性和輻射防護(hù)效果。這些樣本將在太空中接受長(zhǎng)達(dá)三年的暴露實(shí)驗(yàn)，以全面評(píng)估其在月球環(huán)境下的表現(xiàn)。

值得注意的是，月壤磚的制作過(guò)程采用了100%原位成型工藝，無(wú)需添加任何外來(lái)物質(zhì)。這種方法不僅大大降低了運(yùn)輸成本，還為未來(lái)的月球基地建設(shè)提供了一種可持續(xù)的建造方式。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果理想，月壤磚有望成為月球科研站建設(shè)的重要基石，推動(dòng)人類在月球上的長(zhǎng)期駐留和發(fā)展。中國(guó)超級(jí)泥瓦匠項(xiàng)目的靈感來(lái)源于多個(gè)方面，其中包括：

1. 建筑3D打印技術(shù)：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人丁烈云院士在2015年從建筑3D打印中獲得啟發(fā)，開始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從事月面基地建造研究。
2. 中國(guó)傳統(tǒng)建筑技術(shù)：團(tuán)隊(duì)借鑒了中國(guó)傳統(tǒng)砌筑和榫卯連接方式，將中國(guó)傳統(tǒng)制磚砌筑的建造方法與3D打印建造方法相結(jié)合，利用月壤燒出帶有榫卯結(jié)構(gòu)的月壤磚，再用機(jī)器人砌筑，像搭“樂(lè)高”一樣在月球上蓋房子。
3. 國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)和中國(guó)探月工程的需要：2020年10月13日，美國(guó)聯(lián)合七國(guó)簽訂阿爾忒彌斯協(xié)議，開發(fā)利用地外資源，月面建造已是各國(guó)月球探測(cè)與開發(fā)利用必須面對(duì)的基本課題。同時(shí)，中國(guó)探月工程已完成一到三期，目前探月四期工程正在穩(wěn)步推進(jìn)中，因此需要開展月面建造技術(shù)的研究。
4. 高昂的運(yùn)輸成本：將材料從地球運(yùn)送到月球的成本非常高昂，例如運(yùn)輸一瓶礦泉水重量的材料去月球要花費(fèi)20萬(wàn)美元，這意味著科研團(tuán)隊(duì)只能盡可能利用月球材料進(jìn)行原位建造，也就是利用月壤作為建造材料。

這些靈感來(lái)源共同推動(dòng)了中國(guó)超級(jí)泥瓦匠項(xiàng)目的發(fā)展，使其成為一個(gè)具有創(chuàng)新性和前瞻性的研究項(xiàng)目。