在浩瀚的宇宙探索旅程中,中国航天事业再次迈出重要一步。近日,天舟八号货运飞船成功对接天宫空间站,并携带了一份特别的“快递”——由华中科技大学国家数字建造技术创新中心研发的月壤砖,这一举动标志着中国在月球原位建造技术上的又一突破。
中国工程院院士、国家数字建造技术创新中心首席科学家丁烈云透露,此次送往空间站的月壤砖共有三块,它们采用了五种不同的模拟月壤成分和三种烧结工艺制成。这些月壤砖将在空间站外进行暴露实验,经历宇宙射线、极端温差等考验,以收集宝贵的科研数据,为未来月球基地建设奠定基础。
丁烈云院士表示,月壤砖的强度受矿物成分和烧结方式的影响显著。通过不同的烧结工艺,可以制作出强度各异的月壤砖。这些砖块将在空间站外进行为期一年、两年和三年的暴露实验,以评估其长期性能。
华中科技大学国家数字建造技术创新中心的实验室里,一个沙盘模拟了未来月球基地的场景,展示了名为“月壶尊”的月球基地建筑。该建筑外形酷似竖立的鸡蛋壳,内部空间分为工作区和休息区。丁烈云团队还提出了一个更大胆的构想——月球玄武基地,结合中国传统制砖砌筑和3D打印技术,设计建造月面基地。
早在2015年,丁烈云团队就开始了对月球原位建造技术的研究。他们参考了美国阿波罗计划获得的月球资料,利用长白山的火山灰制作出模拟月壤,并进行了多次实验。通过清洗、烘干、碾碎和成分分析等步骤,团队成功制作出符合要求的模拟月壤。
月壤成型是月球原位建造的关键技术之一。丁烈云团队尝试了多种成型方法,包括碱激发、硫磺加固和3D打印等。然而,这些方法都存在一定的局限性,无法完全实现原位建造。最终,团队提出了利用月壤烧结出带有榫卯结构的月壤砖,再进行拼装建造的方案。
在地球上进行的各种实验为月球原位建造提供了宝贵的数据和经验。然而,地球环境始终无法完全模拟月球的极端条件。因此,丁烈云团队计划在未来进行真正的月球烧砖实验,以获取更准确的数据和规律。
目前,国家数字建造技术创新中心已经围绕地外建造开展了多项研究工作,包括玄武月球基地的星际乐高拼装建造、月壶尊建筑3D打印建造和月面着陆垫建造等。团队集结了多学科人才,致力于解决月球原位建造中的关键技术问题。
随着人类对月球探索的不断深入,月球原位建造技术将成为未来月球基地建设的关键。此次月壤砖的成功发射和暴露实验,将为中国在月球原位建造技术上的发展奠定坚实基础。丁烈云团队的努力和成果,不仅为中国航天事业的发展做出了重要贡献,也为人类探索宇宙、走向深空提供了有力支持。