在浩瀚的宇宙探索旅程中,中国航天事业再次迈出坚实步伐。近日,天舟八号货运飞船携带着一份特殊货物——月壤砖,成功与天宫空间站对接,为未来的月球基地建设拉开了科研实验的序幕。
这批月壤砖由华中科技大学的国家数字建造技术创新中心精心研制,由中国工程院院士丁烈云带领团队完成。这些看似普通的砖块,实则蕴含着未来月球居住环境的无限可能。它们将被用于空间站的舱外暴露实验,以测试其在极端宇宙环境下的性能变化。
丁烈云院士在接受采访时表示,月壤砖的研制过程中,团队充分考虑了矿物成分和烧结工艺对强度的影响。他们采用了五种不同的模拟月壤成分和三种烧结工艺,制作出了形态各异的月壤砖。这些砖块将被置于空间站外,经历宇宙射线、高低温循环等考验,为期一年至三年不等。
“科学研究需要耐心和细致,特别是在探索未知的领域。”丁烈云强调,“月球上的建筑老化机理必须搞清楚,才能形成建筑标准。因此,我们的实验周期虽然长,但每一步都至关重要。”
除了月壤砖的实验,丁烈云团队还提出了月球基地建设的创新构想。他们设计了名为“月壶尊”的月面基地定型样式,采用双层穹顶结构,既满足了空间最大化、应力最低化的要求,又保证了保温隔热性能。同时,团队还探索了月球玄武基地的建设方案,将中国传统制砖砌筑方式与3D打印技术相结合,实现整体预制拼装和局部打印连接。
在华中科技大学的实验室里,一个沙盘模拟了未来月球基地的场景,展示了团队对于月球居住的愿景。丁烈云表示,高校在科技进步中应扮演引领者的角色,关注未来十年的发展趋势,甚至更长远的未来。
为了研制月壤砖,丁烈云团队首先制备了模拟月壤。他们参考了阿波罗计划和嫦娥五号带回的月壤成分,通过清洗、烘干、碾碎和分析成分等步骤,配制出了与月壤成分相近的模拟材料。随后,团队解决了月壤成型的问题,探索了多种成型方法和烧结工艺。
在月面建造方面,团队面临着极端环境的挑战,如原位材料单一、无液态水、低重力、昼夜温差大等。为了模拟月球环境,团队在实验室中进行了真空、高低温循环等实验,以测试月壤砖的性能变化。然而,丁烈云指出,真正的月球环境实验仍然是必要的。
“我们需要在月球上真正烧砖,观察其强度和成型机理。”丁烈云说,“只有这样,我们才能制定出合适的烧结工艺,确保月壤砖的强度满足要求。”
目前,丁烈云团队已经完成了模拟月壤的三种烧结试验,并获得了嫦娥五号带回的月壤样品。他们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。
在团队的实验室里,地球和月球两条研究路径并行发展。学生们的研究方向涵盖了城市交通、地下管道、建筑机器人等多个领域。丁烈云表示,他最关注的是培养未来能够面对挑战、勇于探索的高素质、综合性人才。
随着人类对月球探索的不断深入,中国航天事业的进步将为月球基地建设提供更多可能。此次月壤砖进入太空实验室,将为未来的月球居住环境建设提供宝贵的数据支持。丁烈云团队的实验仍在继续,他们仰望星空,脚踏实地,为人类的深空探测事业贡献力量。