肩负“月球盖房”使命 华科大月壤砖送抵太空

湖北日报讯（记者方琳、通讯员高翔、左盈）北京时间11月16日2时32分，天舟八号货运飞船成功将80余件科研产品送抵中国空间站，华中科技大学科研团队烧制而成的“月壤砖”就在其中。“月壤砖”此行肩负重任，将为“月球盖房”提供关键的科学依据。11月17日，正在武汉召开的第二届地外建造学术研讨会上，领衔此次科研任务的中国工程院院士丁烈云百感交集。他带着团队探索月面原位建造近10年，“如今，这种建造不再只是畅想，而是实实在在正在落地的伟大工程。”在月球上建房，最初由美国航空航天局和欧洲航天局提出，他们的技术体系是通过3D打印，建造各种形状的月球基地结构，但在实践过程中发现，3D打印是个连续过程，一旦打印过程出现被打印结构破损开裂的情况，整个结构就失效，一次性成型的风险很高。与此同时，从地球上带物资到月球成本极高，国际上逐渐形成共识：尽可能使用月球上的材料进行原位建造。去年4月，在首届地外建造学术研讨会上，国家数字建造技术创新中心首席科学家丁烈云院士介绍了月球基地建造等相关内容，引发极大关注。其团队借鉴中国传统砌筑和榫卯连接方式，将中国传统制砖砌筑的建造方式与3D打印建造方式相结合，利用模拟月壤样品，烧出带有榫卯结构的月壤砖，再用他们设计的机器人“像搭积木一样”在月球上盖房子。当年5月，华科大获批嫦娥五号月壤，开展真实月壤样品研究。月球上的房子怎么建，建在哪，工程地质条件、设计参数、材料成型、服役性能、建造装备、能源利用、模拟仿真等系列问题如何解决，在第二届地外建造学术研讨会上，丁烈云进行了详细解释。据了解，在月面盖房子首先会遭遇温度剧烈变化的挑战，月昼温度超过180℃，月夜又到-190℃，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，加上月震，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极大挑战。此次月壤砖上天，就是为了验证这些关键性能：力学性能会不会退化？保温和隔热性能能否经受得住宇宙辐射？上天的月壤砖的原材料为仿制品，是团队分析真实月壤成分后模拟配成，再烧结而成的，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。为了充分利用上太空实测的珍贵机会，研究团队将带到中国空间站的月壤砖设计为柱状和片状两种形态，柱状月壤砖主要用于力学测试，暴露面积较大的片状月壤砖则用于热学和辐射效应测试，同时考虑到月球上不同位置、不同区域土壤的颗粒成分不一样，还使用了5种不同的模拟月壤成分、3种不同的烧结工艺。国家数字建造技术创新中心周诚教授介绍，团队设计的月壤砖完整暴露时间是三年，所以每隔一年会带回来一块样品板，再做相关实验。第一块月壤砖预计明年年底返回地球。