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我們日常生活中的建筑用磚一般有紅磚、青磚以及混凝土磚，但你聽(tīng)說(shuō)過(guò)“月壤磚”嗎？

所謂“月壤磚”，是我國科學(xué)家模擬月壤成分燒制而成的，擬用于未來(lái)建造月球基地。再過(guò)一段時(shí)間，這種“月壤磚”就將搭乘“天舟八號”貨運飛船飛向中國空間站，到太空去做暴露實(shí)驗。

“月壤磚”跟普通磚有何不同？

據國家數字建造技術(shù)創(chuàng )新中心、華中科技大學(xué)教授周誠介紹，“月壤磚”呈榫卯結構，密度與普通磚塊相當，抗壓強度卻是普通紅磚、混凝土磚的三倍以上，相當于每平方厘米能承受1噸多重量。

未來(lái)月球基地的建造中，可能采用這樣的結構形式進(jìn)行拼裝建造。

“月壤磚”需要經(jīng)受住怎樣的考驗，才能肩負起月球蓋房子的重任？

月面月晝溫度超過(guò)180℃，月夜又到-190℃，想要蓋房子，首先要接受溫度劇烈變化的挑戰。

因為沒(méi)有大氣保護，大量宇宙輻射和許多微隕石會(huì )撞擊月球表面。

同時(shí)還有震動(dòng)頻率高的月震。

這些都會(huì )對月面建筑材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和抗輻射性能提出苛刻要求。

“月壤磚”為何要去中國空間站？

為了驗證“月壤磚”的性能，近日，“月壤磚”樣品要搭乘“天舟八號”貨運飛船前往中國空間站。在完成太空實(shí)驗后，第一塊“月壤磚”預計將于2025年年底返回地球。

專(zhuān)家告訴記者，“月壤磚”的太空之旅有三大關(guān)鍵性能要驗證，包括：

“月壤磚”的力學(xué)性能。太空環(huán)境下，樣品的力學(xué)性能會(huì )不會(huì )退化十分關(guān)鍵。

“月壤磚”的熱學(xué)性能的變化。

輻射作用對“月壤磚”的影響。因為月球是真空環(huán)境，存在大量宇宙輻射，所以“月壤磚”能否經(jīng)受住宇宙輻射作用，也非常值得驗證。

“月壤磚”如何煉成的？

月球表面復雜的環(huán)境對“月壤磚”的性能提出了極高的要求，“月壤磚”是怎么煉成的呢？周誠介紹，“月壤磚”采用真空熱壓燒結的方式成型，整個(gè)過(guò)程大概分為三個(gè)步驟。

第一步，先把模擬月壤進(jìn)行稱(chēng)重，按照重量放入模具，因月壤非常松散，所以需要在模具容器里進(jìn)行壓制。

壓力施加完畢后，工程師會(huì )把壓制成型的、帶有模擬月壤的模具放到真空熱壓爐中，加上隔熱設施，將它升溫燒結。

第三步，對“月壤磚”進(jìn)行高溫燒制。

“月壤磚”是以100%原位成型的工藝方法制造的，整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有任何其他材料添加物。這也是在未來(lái)月球基地建造中的一個(gè)非常有潛力的建造方式。

科研人員：將來(lái)建設月球科研站時(shí)或可在月球上就地取材

在介紹“月壤磚”制作流程時(shí)，科研人員提到一個(gè)詞——原位成型工藝方法。也就是說(shuō)，將來(lái)建設月球科研站時(shí)，可以在月球上就地取材，直接利用月壤、太陽(yáng)能、礦產(chǎn)等月面原位資源來(lái)蓋房子，無(wú)須再從地球上運輸預制建筑構件。

這樣能極大降低月面建造的成本。這些模擬“月壤磚”在太空暴露實(shí)驗后，將為未來(lái)在月建設積累科研數據，從而優(yōu)化實(shí)際方案。

周誠表示，模擬月壤燒結的樣品一共分為三塊樣品板，“實(shí)際上我們設計的整個(gè)暴露時(shí)間是三年，每隔一年會(huì )下行一塊樣品板，帶著(zhù)在空間站暴露之后的樣品返回地球，再做相關(guān)實(shí)驗?！?/p>

為了充分利用太空實(shí)測的珍貴機會(huì )，研究團隊將帶到中國空間站的“月壤磚”設計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)和輻射效應測試。

除了形態(tài)不同，這些“月壤磚”還使用了5種不同的模擬月壤成分、3種不同的燒結工藝，為后續月球基地的建設提供更準確的科研數據。

策劃制作

來(lái)源丨央視新聞微信公眾號（ID：cctvnewscenter）

責編丨王夢(mèng)如

審校丨徐來(lái) 林林

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