在月球上蓋房子!“月壤磚”來了
來源:科普中國
發(fā)布時間:2024-10-23
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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”貨運飛船飛向中國空間站,到太空去做暴露實驗。

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)形式進行拼裝建造。

“月壤磚”需要經(jīng)受住怎樣的考驗,才能肩負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)。

因為沒有大氣保護,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?

為了驗證“月壤磚”的性能,近日,“月壤磚”樣品要搭乘“天舟八號”貨運飛船前往中國空間站。在完成太空實驗后,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。因為月球是真空環(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”在太空暴露實驗后,將為未來在月建設(shè)積累科研數(shù)據(jù),從而優(yōu)化實際方案。

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)實驗。”

為了充分利用太空實測的珍貴機會,研究團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)。

策劃制作

來源丨央視新聞微信公眾號(ID:cctvnewscenter)

責(zé)編丨王夢如

審校丨徐來 林林

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