据国家数字建造技术创新中心、华中科技大学教授周诚介绍,“月壤砖”呈榫卯结构,密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖、混凝土砖的3倍以上,相当于每平方厘米能承受1吨多重量。未来月球基地的建造中,可能采用这样的结构形式进行拼装建造。“月壤砖”需要经受住怎样的考验,才能肩负起月球盖房子的重任?据介绍,月面月昼温度超过180℃,月夜又到-190℃,想要盖房子,首先要接受温度剧烈变化的挑战;因为没有大气保护,大量宇宙辐射和许多微陨石会撞击月球表面;同时还有震动频率高的月震。这些都会对月面建筑材料的力学性能、热学性能和抗辐射性能提出苛刻要求。
为了验证“月壤砖”的性能,近日,“月壤砖”样品要搭乘“天舟八号”货运飞船前往中国空间站。在完成太空实验后,第一块“月壤砖”预计将于2025年年底返回地球。
专家告诉记者,“月壤砖”有三大关键性能要验证,包括:“月壤砖”的力学性能,太空环境下,样品的力学性能会不会退化十分关键;“月壤砖”热学性能的变化;辐射作用对“月壤砖”的影响,因为月球是真空环境,存在大量宇宙辐射,所以“月壤砖”能否经受住宇宙辐射作用,也非常值得验证。
月球表面的复杂环境对“月壤砖”性能提出了极高要求,“月壤砖”是怎么炼成的呢?周诚介绍,“月壤砖”采用真空热压烧结的方式成型,整个过程分为3个步骤:先把非常松散的模拟月壤进行称重,按照重量放入模具容器里进行压制;压力施加完毕后,工程师会把压制成型的、带有模拟月壤的模具放到真空热压炉中,加上隔热设施,将它升温烧结;对“月壤砖”进行高温烧制。
“月壤砖”是以100%原位成型的工艺方法制造,整个过程中没有任何其他材料添加物。这也是在未来月球基地建造中的一个非常有潜力的建造方式。在介绍制作流程时,科研人员提到一个词——原位成型工艺方法。也就是说,将来建设月球科研站时,可以在月球上就地取材,直接利用月壤、太阳能、矿产等月面原位资源来盖房子,无需再从地球上运输预制建筑构件。这样能极大降低月面建造的成本。这些模拟“月壤砖”在太空暴露实验后,将为未来在月建设积累科研数据,从而优化实际方案。
(据央视报道)