



充滿挑戰(zhàn)的月球表面
磚塊是一種常見的建筑材料,具有高耐久性和抗爆破能力。月壤磚,顧名思義,是一種準(zhǔn)備用在月球建筑上的磚塊。雖然只是更換了使用地點(diǎn),但是“月壤磚”要面對(duì)的挑戰(zhàn)卻多了很多。
劇烈的溫度變化
與地球相比,月球表面的溫度變化要?jiǎng)×业枚?。在月球上,月晝溫度超過(guò)180℃,而到了月夜能降到-190℃?!霸氯来u”想在月球立足,必須要經(jīng)得住劇烈的溫度變化帶來(lái)的考驗(yàn)。
輻射和隕石
因?yàn)闆]有大氣層的保護(hù),月球表面的環(huán)境也比地球惡劣得多,不僅宇宙的輻射可以直接到達(dá)月球表面,宇宙中的微隕石也會(huì)從四面八方趕來(lái)。對(duì)于這些不請(qǐng)自來(lái)的外界干擾因素,“月壤磚”同樣需要想辦法克服。
月震
地球表面會(huì)出現(xiàn)地震,月球表面同樣不消停,高頻率的月震也是“月壤磚”必須戰(zhàn)勝的困難。
“月壤磚”召喚法
為了獲得能克服月球表面種種困難的“月壤磚”,人們想了不少辦法,比如采用真空熱壓燒結(jié)技術(shù)。
研制“月壤磚”用到的原材料是模擬月壤,這種原材料和真實(shí)的月壤一樣,非常松散。想讓模擬月壤變得像磚塊一樣堅(jiān)硬,首先要把它們放到準(zhǔn)備好的模具容器里進(jìn)行壓制。壓制完成后,模擬月壤將連同模具一同被放入真空熱壓爐中,通過(guò)加熱,讓組成模擬月壤的原材料彼此之間變得更緊密。從真空熱壓爐中出來(lái)的模擬月壤,會(huì)再經(jīng)歷一次高溫的洗禮,以此變得更“堅(jiān)強(qiáng)”。
經(jīng)過(guò)此番操作得來(lái)的“月壤磚”,“身體”性能非常棒。在密度與普通磚塊相當(dāng)?shù)那闆r下,其抗壓強(qiáng)度能達(dá)到普通磚塊的3 倍以上,相當(dāng)于每平方厘米能承受1 噸多的質(zhì)量。
經(jīng)受太空考驗(yàn)
需要說(shuō)明的是,盡管性能優(yōu)秀的“月壤磚”已經(jīng)搭乘天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船前往太空,但它此次出行的目的地并不是月球,而是中國(guó)空間站?!霸氯来u”要在這里經(jīng)受力學(xué)性能、熱學(xué)性能、宇宙輻射三重考驗(yàn),表現(xiàn)良好,才有機(jī)會(huì)在月球“安家”。
月球建筑的建造方式
除了建筑材料,要在月球上建立家園,還要考慮很多其他因素,比如如何完成月球建筑的建造。目前,人類設(shè)想的完成建造的方式主要有兩種:一是在地球上建造,隨后運(yùn)到月球;二是在月球上就地取材,直接建造。
在地球上建造后運(yùn)到月球
在人類目前的設(shè)想中,在地球上加工好后運(yùn)到月球的建筑主要有剛性結(jié)構(gòu)、可展開結(jié)構(gòu)和充氣式結(jié)構(gòu)3 種形式。其中,剛性結(jié)構(gòu)建筑的代表是像宇宙飛船那樣擁有堅(jiān)固的艙體結(jié)構(gòu)的建筑,運(yùn)到月球后可直接投入使用;可展開結(jié)構(gòu)建筑指的是以折疊的形式從地球出發(fā),到達(dá)月球后,利用自身的鉸鏈等機(jī)械裝置展開的建筑,發(fā)射體積小,使用空間大;充氣式結(jié)構(gòu)建筑也是在地球上以折疊形式出發(fā),只不過(guò)到了月球后,靠充氣或加壓的形式展開,同樣可以大大降低發(fā)射難度。
就地取材,月球建造
人類設(shè)想利用月球材料完成建造的建筑的結(jié)構(gòu)形式,主要有砌筑拼裝結(jié)構(gòu)、3D 打印結(jié)構(gòu)和熔巖管道結(jié)構(gòu)三類。其中,砌筑拼裝結(jié)構(gòu)建筑需要的原材料就是像月壤磚這樣的小型預(yù)制單元模塊,利用這些模塊拼接或砌筑大型建筑,在建造過(guò)程中幾乎不受月震、太陽(yáng)風(fēng)等突發(fā)環(huán)境干擾,能有效降低月面建造風(fēng)險(xiǎn),提高建造效率;3D 打印結(jié)構(gòu)建筑就是依靠3D 打印技術(shù)打造的建筑,建造自由度高,可以被建成多種造型;熔巖管道結(jié)構(gòu)建筑是利用月球天然中空熔巖管道建成的,這類建筑需要對(duì)月球有足夠多的了解后才能開展。