華科大“月壤磚”開啟太空行程，中國人將在月球蓋房子
新聞記者 李碗容
通訊員 高翔 左盈
11月16日，神舟十九號航天員乘組收到了天舟八號貨運飛船，耗時3小時17分，從文昌航天發(fā)射場送來的“太空快遞”。新聞記者從華中科技大學獲悉，其中就有由中國工程院院士、華中科技大學土木與水利工程學院教授丁烈云領銜的華科大科研團隊，模擬月壤成分燒制而成的“月壤磚”。此次上太空，就是為了搞清楚“月壤磚”能不能勝任月球造房子的任務。在完成太空實驗后，第一塊“月壤磚”預計將在2025年年底返回地球。
（模擬）月壤燒結的樣品
“月壤磚”為什么要搭乘“天舟八號”前往中國空間站？“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呢？據(jù)悉，要在月面蓋房子，首先就會遭遇溫度劇烈變化的挑戰(zhàn)，月晝溫度超過180℃，月夜又到-190℃。此外，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性能、熱學性能和抗輻射性能提出苛刻要求。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。華科大團隊將借助此次太空之旅，了解在不同的成型工藝下，在空間站的環(huán)境中，“月壤磚”的退化規(guī)律，為材料選擇、工藝優(yōu)化提供科學依據(jù)。
做“月壤磚”的材料來自月球嗎？2023年5月，華科大團隊獲批嫦娥五號月壤樣本。此次上太空的“月壤磚”，其原材料為仿制品，是團隊通過分析真實月壤成分，并模擬配成后再燒結而成的。據(jù)介紹“月壤磚”密度與普通磚塊相當，但它的抗壓強度卻是普通紅磚、混凝土磚的三倍以上，相當于1平方厘米的面積上能承受1噸多的重量。在介紹“月壤磚”制作流程時，科研人員提到了一個詞——原位成型工藝方法，是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。這些模擬“月壤磚”將在太空暴露實驗后，為將來真的到月球上蓋房子積累科研數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化實際方案。
為了充分利用上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”設計為柱狀和片狀兩種形態(tài)。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。月球上不同位置、不同區(qū)域土壤的顆粒成分都不一樣。因此，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種不同的燒結工藝。該校國家數(shù)字建造技術創(chuàng)新中心周誠教授介紹，模擬月壤燒結的樣品一共分為三塊樣品板，實際上團隊設計的整個暴露時間是三年。“所以每隔一年我們會下行一塊樣品板，帶著在空間站暴露之后的樣品返回地球，然后再來做相關的實驗。”周誠介紹。在完成太空實驗后，第一塊“月壤磚”預計將在2025年年底返回地球。
據(jù)悉，早在2017年4月20日，“太空快遞員”天舟一號帶著華科大物理學院引力中心“非牛頓引力實驗檢驗的關鍵技術驗證”出發(fā)，兩天后送達天宮二號。
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