華科造“月壤磚”上天了，開展太空實驗為月球上蓋房子探路
新聞記者 李碗容
通訊員 高翔 左盈
“‘月壤磚’在太空完整暴露時間為三年，每隔一年我們會下行一塊樣品板，開展力學性能、熱學性能、抗輻射性能研究，為將來到月球上蓋房子積累科研數據。”中國工程院院士、華中科技大學教授、國家數字建造技術創新中心首席科學家丁烈云11月17日在武漢說。此前一天，丁烈云團隊研制的“月壤磚”搭乘天舟八號貨運飛船運抵中國空間站，正式開展太空實驗。
“華科造”月壤磚上天了
隨著載人航天與深空探測科學技術的不斷發展，NASA、ESA以及其他國家紛紛提出月面空間中長期駐留設想及月球基地建造相關計劃。11月17日，第二屆地外建造學術研討會在武漢召開，丁烈云院士介紹了“月壤磚”等月球基地原位建造的最新進展及技術挑戰。
丁烈云院士著重介紹了我國探月、載人登月重大戰略部署——我國探月工程第一階段已完成，從嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號到嫦娥五號圓滿完成了探月工程三步走“繞、落、回”，下一步的核心工作是建設月球科研站。丁烈云帶領團隊模擬月壤成分燒制而成的“月壤磚”就擬用于未來建造月球基地。“我們希望中國的‘基建狂魔’在太空中也展現它的風采和魅力。”丁烈云說。
為什么建？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臨的極端環境，總結了月球基地建造結構設計、材料制備和建造工藝裝備等三方面的研究進展，凝練提出了月球基地建造面臨的關鍵科學技術挑戰。關于服役性能，丁烈云談到，自己團隊正在做空間站暴露環境下月壤燒結樣品性能演化研究。“中國空間站的環境和月球環境是最接近的，現在我們正在做這個工作，三年后再把它取下來，然后再進行進一步分析。”丁烈云說。
北京時間11月16日，丁烈云團隊研制的“月壤磚”已搭乘天舟八號貨運飛船運抵中國空間站，正式開展太空實驗。預計在2025年年底，將會下行第一塊“月壤磚”樣品板。丁烈云介紹，送入空間站的“月壤磚”由團隊根據嫦娥五號月壤樣品成分，模擬配成后再燒結而成，共3塊樣品板，內含74塊小樣，包括片狀、柱狀兩種形態和5種不同模擬月壤成分、3種不同燒結工藝的月壤磚。為了充分利用上太空實測的珍貴機會，“月壤磚”分為柱狀和片狀兩種形態。柱狀“月壤磚”主要用于力學測試，暴露面積較大的片狀“月壤磚”則用于熱學和輻射效應測試。
將來用月球資源蓋樓
“要在月球上蓋房子，需要克服大溫變、低重力、高真空、強輻射月震、微隕石沖擊等挑戰。”丁烈云說。這次上太空就是為了搞清楚，“月壤磚”能不能勝任月球造房子的任務。太空實驗將主要圍繞“月壤磚”力學性能是否退化、保溫及隔熱性能、能否經受住輻射等開展驗證，為月球基地原位建造的材料選擇、工藝優化提供科學依據。
?月球基地原位建造主要指利用月壤、月巖等月球原位資源進行建筑材料的制備和結構的建設。2015年，丁烈云從建筑3D打印中獲得啟發，開始帶領團隊從事月面基地原位建造研究——指將來建設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、礦產等月面原位資源來蓋房子。不需要再從地球上運輸預制建筑構件，這樣的方式能夠極大地降低月面建造的成本。近10年來，其團隊將中國傳統建筑榫卯結構與3D打印建造方式相結合，持續開展月球屋建造探索，除燒出帶有榫卯結構的月壤磚外，還設計出穹頂結構的月面建筑雛形及可以在月球上從事真空燒磚、組裝、連接等工作的機器人。
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