周一 · 知古通今| 周二 · 牧夫专栏
周三 · 视频天象 | 周四 · 观测指南
周五 · 深空探测 | 周六 · 茶余星话 | 周日 · 太空探索
翻译：尹天任
校对：王茸 蔡贺菁
审阅：李宜骅
美编：周英杰
后台：胡永葳
我国在太空探索领域已投入大量资源，旨在加速追赶美国与俄罗斯的步伐，并确立了至2030年实现载人登月的宏伟目标。尤为引人注目的是，预计于本周五，我国将启动一项至关重要的太空实验，作为推进建设首个月球科研基地探索任务的关键一环。该实验的核心在于验证是否可以利用月球本土的土壤资源，直接制造构建月球基地所需的建筑材料。简而言之就是，我们要在月球上烧砖盖房子啦！
月球基地愿景
作为我国载人登月计划（目标于2030年完成）及后续在2035年建立月球永久基地愿景的重要组成部分，这些创新的建筑材料样本将被精心装载于货运火箭中，随后发射升空，前往“天宫”空间站进行进一步的研究与测试。这一任务的实施面临着诸多挑战：首先，任何在月球上构建的设施都必须具备承受高强度宇宙辐射、极端温差波动以及潜在月震等恶劣条件的能力。其次，鉴于月球环境的极端性与特殊性，获取并有效利用这些建筑材料本身就需克服巨大的技术与经济障碍，成本高昂。
因此，利用月球本土材料构建基地有望成为解决月球基地建设所面临诸多挑战的有效策略，这一希望寄托于武汉市一所顶尖大学的科研团队——华中科技大学的科学家们。该团队已成功研制了一系列原型砖，这些砖块由地球上的各种材料（如模拟月球土壤特性的玄武岩）制成，旨在模拟月球环境下的实际应用。一旦这些原型砖的样本被运送至“天宫”空间站，它们将经历一系列严格且全面的测试流程。
珠海航展上亮相的昊龙货运飞船
“测试的核心在于将材料置于极端环境条件下进行考察。”华中科技大学的周成教授解释道，“简而言之，我们将材料暴露在太空环境中，观察其在极端条件下的耐用性和性能是否会有所降低。”月球表面的温度变化极为剧烈，通常在-190摄氏度至180摄氏度（-310华氏度至356华氏度）之间波动。此外，月球缺乏大气层的保护，意味着其表面的任何建筑物都将直接暴露于高强度的宇宙辐射和微陨石的撞击之下，同时月震也可能对地表结构造成潜在损害。
为了全面评估这些原型砖在实际应用中的表现，暴露实验将持续进行三年，期间每年都将取回部分样品进行详细测试。这一长期实验设计旨在确保所选择的建筑材料能够在月球极端的自然条件下保持稳定的性能，为实现月球基地的可持续建设和运营提供科学依据。
“把握成功的良机”
嫦娥5号任务标志着全球范围内四十年来首次成功实施月球样本采集。我国科学家周教授的团队，在深入分析了嫦娥5号探测器带回的月球土壤样本后，成功研发出了月球原型砖样品。据周教授介绍，这些黑砖的抗压强度达到了标准砖块的三倍，并且在无需添加任何粘合剂的情况下便能实现互锁连接。此外，周教授的研究团队还探索了名为“月球蜘蛛”的太空3D打印机器人技术，该机器人能够在太空中构建结构，其中包括圆锥形的构造。周教授展望道：“我们的长远规划是充分利用月球本土资源，即直接采用月球土壤制作砖块，并广泛应用于各类施工项目中，从而减少对地球材料的依赖。”
英国基尔大学的天体物理学家Jacco van Loon对此评论道，这是一项“显然值得深入探索的尝试”，因为利用月球现成的材料将显著降低建设成本。他在接受法新社采访时表示，这些实验极有可能取得成功，并有望为月球基地的建造奠定坚实基础。
乐高积木理念与月球基地建设
在探索月球并寻求建立首个永久性月球基地的竞赛中，我国并非孤军奋战。我国提出的国际月球研究站（ILRS）项目，是与俄罗斯携手推进的一项重大国际合作计划。据官方媒体报道，该倡议已吸引了来自泰国、巴基斯坦、委内瑞拉和塞内加尔等多个国家的参与，同时约有40个外国组织也成为了这一项目的合作伙伴，共同致力于月球科研与探索。
美国方面，其目标是在2026年实现人类重返月球，并在此基础上逐步建立一个月球空间站，即“阿尔忒弥斯计划（Artemis）”。尽管“阿尔忒弥斯计划（Artemis）”遭遇了一系列延误，但相关准备工作仍在紧锣密鼓地进行中。其中，中佛罗里达大学的研究人员正致力于测试由3D打印机制作的潜在月球建筑砖块，以期为未来月球基地的建设提供创新材料。
与此同时，欧洲航天局也在积极探索月球基地建设的创新途径。他们借鉴了乐高积木的设计理念，对如何运用模块化建筑材料进行月球基地建设展开了深入研究。
综上所述，月球基地的建设已成为全球航天领域的热点话题，各国和地区正通过国际合作和技术创新，共同推进这一宏伟目标的实现。
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
谢谢阅读
原文链接：https://phys.org/news/2024-11-china-moon-base-lunar-soil.html
