在月球那極端溫差、宇宙輻射與微隕石撞擊的嚴酷環境中,人類長久定居的夢想面臨著前所未有的挑戰。傳統的地球建材運輸方式,不僅成本巨大,且難以維持長期供應。然而,中國科學家們正以一系列創新技術,引領月球基建的“就地取材”革命。
安徽合肥的深空探測實驗室,傳來了一項振奮人心的突破——月壤3D打印系統。該系統巧妙地利用拋物面聚光反射鏡,匯聚太陽光并通過光纖束傳輸,產生高強度的聚光太陽能,將月壤加熱至熔融狀態,進而制造出月壤磚及任意形狀的構件。這一“反射聚光—光纖傳能—熔融成型”的創新路線,成功克服了月球上的低太陽高度角、高真空、低溫等極端條件,為月球表面的道路建設、設備平臺及建筑物提供了堅實的基礎材料。

月壤磚的太空驗證之旅已經啟程。2024年10月,天舟八號任務成功將柱狀與片狀月壤磚送入中國空間站,進行了一系列模擬實驗。實驗結果顯示,這些月壤磚不僅抗壓強度高,而且保溫隔熱性能卓越,完全能夠應對月球表面的極端環境。
月球基地的生命線——水資源,同樣成為了科學家們的關注焦點。他們瞄準了月球極區蘊藏的水冰資源,深空探測實驗室與哈爾濱工業大學攜手,研發出國內首臺群針式月壤水冰熱提取系統。該系統通過螺旋鉆針深入含冰月壤,加熱產生氣態水,再冷凝收集為固態冰,有效解決了月壤開挖與真空環境水汽收集的難題。
嫦娥五號帶回的月壤,還為科學家們帶來了意外的收獲。中科院團隊發現,月壤礦物在太陽風作用下富含氫元素。當加熱至1000℃以上時,氫能與鐵氧化物反應,生成水和單質鐵。這意味著,每噸月壤可提取51-76千克水,相當于百瓶礦泉水的量,足以滿足50人一天的需求。
這些技術突破,共同描繪了中國“國際月球科研站”(“廣寒宮”)的宏偉藍圖。計劃顯示,到2035年前,將完成月球科研站的基本型建設;而到2045年前,將建成功能完善的月球南極綜合科學設施。
尤為科研團隊還將傳統文化與現代科技巧妙融合。丁烈云院士團隊設計的“月蜘蛛”機器人,能夠利用月壤燒制出帶榫卯結構的磚塊,并以中國傳統砌筑方式,搭建起名為“月湖尊”的月面建筑。這一創新設計,不僅展現了科技的魅力,更傳承了中華文化的精髓。
從月壤磚的熔融打印,到水冰的高效提取,每一項技術的突破,都讓人類在月球上“安家立業”的夢想愈發清晰。未來,當宇航員在月球“廣寒宮”中品嘗由月壤提取的清水,腳踏由月壤鋪就的道路,仰望遙遠的藍色家園,人類將真正實現從“地月往返”到“地月共生”的偉大跨越。



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