【环球时报特约记者谢昭环球时报记者马军】随着人类探索月球新浪潮的兴起，建立月球基地的想法变得越来越可行。美国《太空》网站4日指出，中国近日宣布在利用模拟月壤建造月土砖方面取得进展。该技术为月球基地提供了新的建设思路。据报道，中国科学家正在开展一系列具体实验，以使建设月球科考站成为可能的现实。
图片说明1：华中科技大学提出的“月湖尊”月球基地设计方案
图片说明2：高温烧制月土砖
模拟月壤砖已运抵空间站
据介绍，由于从地球向月球运输物品是一项非常昂贵且具有挑战性的工程，直接使用月球上已有的材料，即所谓的原位施工技术，提供了一种可以大大节省成本的方法。 。中国正计划利用月球表面的风化层制作月土砖，探索建设月球基地的新途径。
美媒注意到，11月15日，中国天舟八号货运飞船向天宫空间站执行补给任务。它运载的货物中有“由月球土壤模拟物制成的砖块”。科学家发现，月壤是岩石碎片、矿物尘埃、玻璃颗粒等物质的混合物，月球表面不同区域的具体成分各不相同。中国科学家认为，来自中国东北长白山的火山灰成分与月壤相似，因此用来模拟月壤进行实验。
据报道，随着月球土壤成分的变化，其熔点也会发生变化。如果加工温度太高，低熔点矿物质可能会蒸发，在材料中留下空隙；如果加工温度太低，高熔点矿物质可能会蒸发。无法熔化，在月球风化层砖内产生结构弱点。因此，这些送往天宫空间站的月土砖是由五种不同成分的材料模拟月壤，采用三种不同的烧结方法制成的。按照计划，这些砖块将被放置在天宫空间站外，暴露在宇宙射线和剧烈的温度变化中长达3年，以充分评估它们的变化，为未来的月球基地建设计划提供最佳解决方案。
报道还提到，中国将在2028年搭载机器人执行嫦娥八号月球南极着陆任务，测试利用3D打印技术利用月壤土制作月壤砖。这将是中国建立国际月球研究站的试点任务。相关工作不仅支持月球探索，还为未来前往包括火星在内的更遥远目的地的任务奠定基础。
美国曾想建立“月球核基地”
《太空》网站提到，人类很早就设想在月球上建立基地，但具体操作长期以来只停留在规划阶段。例如，冷战时期，美国设想在月球背面建立核导弹基地，可以对苏联保持长期监视，同时避免苏联的直接打击。然而，五角大楼聚集了主要国防巨头进行联合讨论。结果就是，当时的美国没有能力或者相应的技术在月球上建立长期居住的基地，更不用说部署核导弹了。 1962年，NASA高级项目经理约翰·丹尼克等人提出在阿波罗11号着陆点建立地下基地的想法。该基地面积1300平方米，可容纳21名宇航员，依靠核反应堆动力，并配备藻类空气过滤系统，但这些设计都是纸上谈兵。美国太空专家约翰·罗杰斯顿在回顾这段历史时表示，当时美国完全低估了建设月球基地的难度。美国最初计划建立月球基地时，只准备了60亿美元。现实中，实现载人登月的“阿波罗”计划耗资240亿美元；美国一年内仅发射了5辆“土星”重型运载火箭。火箭弹数量并非最初设想的每月5枚。
据美国《连线》网站报道，建立月球基地的首要难点是选址。由于月球没有大气层和磁场的保护，月球基地的建筑物必须能够承受长期暴露在强烈的宇宙辐射和小型陨石的撞击下。同时，月球上温差巨大，再加上月震频繁，月球基地上的建筑还必须具备优良的隔热和抗震能力。为了解决这些问题，各国航天机构提出了两种设想：一是在月球基地的建筑物外部堆砌厚厚的保护层。首先，建筑所需的支撑结构从地球上运来，然后就地取材，并使用月球土壤制成的材料完成建筑的外墙。最后，它们被一层厚达数米的沙子或表面碎片覆盖以提供保护。 。比如欧洲航天局的国际月球村计划，就是在月球表面放置一个充气框架，然后用月表土壤、氧化镁等制成的“混凝土”覆盖，这种月球村的建造思路基地简单明了，但工程量大，需要巨额资金从地球上运输大量物资。它还存在抵抗陨石撞击能力有限的弱点。
另一种想法是利用月球表面的自然条件，如悬崖、峡谷、洞穴、熔岩洞等，作为月球基地的天然掩体，然后在其中建设各种配套设施。但这也意味着月球基地必须建设在极其复杂的环境中。无论是机器人还是穿着笨重太空服的宇航员，他们都需要在崎岖的地形上进行施工，这使得工程难度大大增加。
榫卯工艺，现场施工
近年来兴起的新一轮探月热潮中，建造月球基地的新工具——3D打印技术被引入。其与原位施工技术相结合，将允许在建造月球基地时就地取材，大大减少地球向月球表面输送的材料总量。
据介绍，月壤的成分中含有大量的二氧化硅和氧化铝，含量满足普通建筑陶瓷的要求。理论上可以采用微波烧结的方法加工成块体；或者可以用来制造玻璃纤维作为3D打印的原材料。然而，这些想法仅停留在基本设计中。如何将月壤变成月球基地所需的建筑材料，还需要实际验证。因此，此次中国运往中国空间站的月土砖最受《太空》网站关注。是中国真正开始了工程实践。
华中科技大学提出的“月壶雕像”设计将中国传统砖砌施工方法与3D打印施工方法相结合，采用整体预制拼装和局部打印连接的方式设计建造月面底座。据国家数字建造技术创新中心、华中科技大学教授周成介绍，“月胡尊”使用的月土砖具有榫卯结构，密度与普通月土砖相当。砖，但抗压强度为普通红砖和混凝土砖的抗压强度。三倍以上，相当于每平方厘米能够承受1吨以上。月土砖的制造工艺采用真空热压、烧结而成。整个过程大致分为三个步骤。第一步，对模拟月壤进行称重，并根据重量放入模具中。由于月壤非常疏松，需要在模具容器中压紧。第二步，施加压力后，工程师将装有模拟月壤的压制模具放入真空热压炉中，添加隔热设施，加热进行烧结。第三步是在1000摄氏度以上的高温下烧制月土砖。月球砖最大的特点是采用100%现场成型工艺制造，整个过程中没有添加任何其他材料。这种设计的优点是可以在月球本地采购材料，直接利用月壤、太阳能、矿产等月面资源，无需从地球运输预制建筑构件。
《环球时报》记者在11月举行的珠海航展上注意到，中国国家航天局还在展位上播放了演示视频，描述了在月球上收集太阳能融化月壤并利用3D打印技术的未来做到这一点。形成月土砖的想法。视频显示，这些月土砖可以相互镶嵌拼接，成为未来月球科研站的主要材料。
香港《南华早报》称，月土砖不仅可以直接在月球上制造，还可以通过榫卯结构的设计，实现减少传统粘合剂使用量的稳定连接方式，大大降低复杂度以及材料运输成本。它不仅代表了中国探月工程的技术突破，也展示了中国实现自主建设月球基地的潜力。
