丁烈云院士   通訊員供圖

□楚天都市報極目新聞記者 李碗容 通訊員 高翔 左盈

“‘月壤磚’在太空完整暴露時間為三年，每隔一年我們會下行一塊樣品板，開展力學(xué)性能、熱學(xué)性能、抗輻射性能研究，為將來到月球上蓋房子積累科研數(shù)據(jù)。”中國工程院院士、華中科技大學(xué)教授、國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心首席科學(xué)家丁烈云11月17日在武漢說。此前一天，丁烈云團隊研制的“月壤磚”搭乘天舟八號貨運飛船運抵中國空間站，正式開展太空實驗。

華科造“月壤磚”上天了

隨著載人航天與深空探測科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，NASA、ESA以及其他國家紛紛提出月面空間中長期駐留設(shè)想及月球基地建造相關(guān)計劃。11月17日，第二屆地外建造學(xué)術(shù)研討會在武漢召開，丁烈云院士介紹了“月壤磚”等月球基地原位建造的最新進展及技術(shù)挑戰(zhàn)。

丁烈云院士著重介紹了我國探月、載人登月重大戰(zhàn)略部署——我國探月工程第一階段已完成，從嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號到嫦娥五號圓滿完成了探月工程三步走“繞、落、回”，下一步的核心工作是建設(shè)月球科研站。丁烈云帶領(lǐng)團隊模擬月壤成分燒制而成的“月壤磚”就擬用于未來建造月球基地?！拔覀兿Ｍ袊摹衲А谔罩幸舱宫F(xiàn)它的風(fēng)采和魅力?！倍×以普f。

為什么建？建在哪里？材料怎么成型？服役性能如何……分享中，丁烈云分析了月球基地建造面臨的極端環(huán)境，總結(jié)了月球基地建造結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料制備和建造工藝裝備等三方面的研究進展，凝練提出了月球基地建造面臨的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)挑戰(zhàn)。關(guān)于服役性能，丁烈云談到，自己團隊正在做空間站暴露環(huán)境下月壤燒結(jié)樣品性能演化研究?！爸袊臻g站的環(huán)境和月球環(huán)境是最接近的，現(xiàn)在我們正在做這個工作，三年后再把它取下來，然后再進行進一步分析?！倍×以普f。

北京時間11月16日，丁烈云團隊研制的“月壤磚”已搭乘天舟八號貨運飛船運抵中國空間站，正式開展太空實驗。預(yù)計在2025年年底，將會下行第一塊“月壤磚”樣品板。丁烈云介紹，送入空間站的“月壤磚”由團隊根據(jù)嫦娥五號月壤樣品成分，模擬配成后再燒結(jié)而成，共3塊樣品板，內(nèi)含74塊小樣，包括片狀、柱狀兩種形態(tài)和5種不同模擬月壤成分、3種不同燒結(jié)工藝的月壤磚。為了充分利用上太空實測的珍貴機會，“月壤磚”分為柱狀和片狀兩種形態(tài)。柱狀“月壤磚”主要用于力學(xué)測試，暴露面積較大的片狀“月壤磚”則用于熱學(xué)和輻射效應(yīng)測試。

將來用月球資源蓋樓

“要在月球上蓋房子，需要克服大溫變、低重力、高真空、強輻射月震、微隕石沖擊等挑戰(zhàn)?！倍×以普f。這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(wù)。太空實驗將主要圍繞“月壤磚”力學(xué)性能是否退化、保溫及隔熱性能、能否經(jīng)受住輻射等開展驗證，為月球基地原位建造的材料選擇、工藝優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

月球基地原位建造主要指利用月壤、月巖等月球原位資源進行建筑材料的制備和結(jié)構(gòu)的建設(shè)。2015年，丁烈云從建筑3D打印中獲得啟發(fā)，開始帶領(lǐng)團隊從事月面基地原位建造研究——指將來建設(shè)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(chǎn)等月面原位資源來蓋房子。不需要再從地球上運輸預(yù)制建筑構(gòu)件，這樣的方式能夠極大地降低月面建造的成本。近10年來，其團隊將中國傳統(tǒng)建筑榫卯結(jié)構(gòu)與3D打印建造方式相結(jié)合，持續(xù)開展月球屋建造探索，除燒出帶有榫卯結(jié)構(gòu)的月壤磚外，還設(shè)計出穹頂結(jié)構(gòu)的月面建筑雛形及可以在月球上從事真空燒磚、組裝、連接等工作的機器人。