我的位置:首页 > 科学知识 >

《探索月球未来:“月壤砖” 与 “月亮屋” 的奇幻之旅》

2024-11-02
来源: 迷上科学

 在人类对太空的无尽探索中,月球始终是一个充满神秘与魅力的目标。如今,随着科技的不断进步,用 “月壤砖” 建造 “月亮屋” 的宏伟构想正逐渐从梦想照进现实。image.png

  “月壤砖”,这一独特的建筑材料,正以其创新的工艺和卓越的性能,为未来的月球基地建设带来新的希望。它的诞生源于对月球极端环境的深刻理解和应对。月面昼夜温差极大,月昼温度超过 180℃,月夜又骤降至 -190℃,同时还面临着大量宇宙辐射和微陨石撞击以及月震的挑战。为了能在这样恶劣的环境中肩负起盖房子的重任,科研人员采用了榫卯结构设计,这种源于中国古代建筑技艺的结构,无需金属连接件,就能保证建筑物的整体稳定性和抗震性能。其密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖、混凝土砖的三倍以上,每平方厘米能承受 1 吨多重量,令人惊叹。

  为了烧制出 “月壤砖”,科研人员采用真空烧结的方式,模拟月球的真空环境,在真空热压炉内烧制装有月壤粉末的石墨模具。经过精心调控月壤中多种矿物的熔点,确定最佳烧制温度段,目前已能将月壤砖烧到 100 兆帕的强度,比混凝土还要坚硬得多。而且,“月壤砖” 是以 100% 原位成型的工艺制造,未来在月球建设科研站时,可就地取材,极大降低月面建造成本,为太空探索提供绿色、低碳的解决方案。

  为了充分验证 “月壤砖” 的性能,近日,“月壤砖” 样品将搭乘 “天舟八号” 货运飞船前往中国空间站进行太空暴露实验。此次太空之旅,要验证 “月壤砖” 的力学性能、热学性能和抗辐射性能三大关键性能。研究团队将 “月壤砖” 设计为柱状和片状两种形态,分别用于不同性能的测试,并采用不同的模拟月壤成分和烧结工艺,为未来月球基地建设积累宝贵的科研数据。

  有了 “月壤砖”,未来月球基地上的 “月亮屋” 也逐渐有了清晰的模样。在华中科技大学的国家数字建造技术创新中心,一个像鸡蛋壳一样圆弧结构的建筑 ——“月壶尊”,便是科研人员设计的 “月亮屋” 雏形。它没有传统建筑的 “四梁八柱”,蛋壳体分内外两层,中间夹一层类似肋骨的结构增强稳定性,顶端是穹顶结构。这样的设计既体现了中国元素又充满科技感,能抗击小地震,保持稳定性,同时投放进蛋壳内的气囊可自动展开,保温隔热性能良好,为宇航员提供真正的居住空间。

  然而,谁来建造这些 “月亮屋” 呢?答案是自动化的机器和设备,比如 “月蜘蛛” 机器人。它远看像蜘蛛,上部分是混联机械臂,下部分是多足平台,有 6 只 “脚”,平台上的机械 “手臂” 能 360 度旋转,水平、竖向作业空间可达 6 米,前端可更换不同工具完成各种任务,还能换成 3D 打印机进行建造。未来,“月蜘蛛” 机器人有望在月球上像搭 “乐高” 一样用 “月壤砖” 盖房子。

  当然,月球基地建设还有很长的路要走,一系列问题有待解决。但这并不妨碍我们对未来的憧憬。新发现的月球洞穴,如熔岩管洞穴,也为宇航员提供了天然庇护的可能。这些洞穴内部可能有月球上的水冰,一旦被发现,将为人类在月球的生产生活提供充分保障。

  “月壤砖” 建的 “月亮屋” 究竟会长啥模样?虽然目前我们还不能确切知晓,但可以肯定的是,它将是人类智慧与科技的结晶,是我们迈向太空的重要一步。在这个充满挑战与机遇的探索之旅中,每一个突破都将为人类的未来带来新的希望。让我们共同期待,未来一座座由 “月壤砖” 搭成的建筑在月球上拔地而起,为人类的太空探索书写新的篇章。

友情链接: