用榫卯工藝月球蓋房：揭秘“月壤磚”太空之旅

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2024-10-21 08:09:00 手機(jī)光明網(wǎng)

“月壤磚”是一種可能用于未來(lái)月球建筑的材料，比普通混凝土磚更加堅(jiān)硬。不久后，這種“月壤磚”將搭乘“天舟八號(hào)”貨運(yùn)飛船飛向中國(guó)空間站，在太空中進(jìn)行暴露實(shí)驗(yàn)。那么，“月壤磚”與普通磚有哪些不同？為什么要去太空呢？

“月壤磚”是一種不普通的磚，它和地球上的磚有顯著區(qū)別。在華中科技大學(xué)國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心，研究人員展示了模擬“月壤磚”。這些磚通過(guò)模仿真實(shí)月壤成分并燒結(jié)形成，密度與普通磚塊相當(dāng)，但抗壓強(qiáng)度是普通紅磚或混凝土磚的三倍以上，1平方厘米的面積上能承受1噸多的重量。此外，這些“月壤磚”還采用了榫卯結(jié)構(gòu)，有利于未來(lái)的月球基地建設(shè)。

“月壤磚”即將搭乘“天舟八號(hào)”前往中國(guó)空間站，目的是驗(yàn)證其三大關(guān)鍵性能：力學(xué)性能、熱學(xué)性能和抗輻射性能。月球表面溫度變化劇烈，從超過(guò)180℃到-190℃，同時(shí)還有宇宙輻射和微隕石撞擊等惡劣環(huán)境。為了確保“月壤磚”能在月球上使用，需要測(cè)試其在這些條件下的表現(xiàn)。預(yù)計(jì)第一塊“月壤磚”將在2025年年底返回地球。

制作“月壤磚”的過(guò)程分為三個(gè)步驟：稱重、壓制和真空熱壓燒結(jié)。首先，模擬月壤被稱重并放入模具中，然后均勻施壓形成坯體，最后放入真空熱壓爐中加熱至1000℃以上。整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有添加其他材料，實(shí)現(xiàn)了100%原位成型工藝方法。這種方法在未來(lái)月球基地建設(shè)中有很大潛力，可以就地取材，直接利用月壤、太陽(yáng)能和礦產(chǎn)等資源，降低建造成本。

在太空暴露實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了柱狀和片狀兩種形態(tài)的“月壤磚”，分別用于力學(xué)測(cè)試和熱學(xué)及輻射效應(yīng)測(cè)試。這些樣品使用了5種不同的模擬月壤成分和3種不同的燒結(jié)工藝，為后續(xù)月球基地建設(shè)提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，研究人員希望了解不同成型工藝下“月壤磚”在太空環(huán)境中的退化規(guī)律，從而優(yōu)化材料選擇和工藝。

(責(zé)任編輯：張小花 TT1000)

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