北京
随着中国探月工程四期展开，在月亮上盖房子成为我们的规划之一。既然要盖房子，就需要建筑材料。2024年11月15日，华中科技大学科研团队烧制的月壤砖随天舟八号货运飞船飞上太空，并开始进行舱外暴露实验。那么，它为我们提供了什么方案？
月面盖房大挑战
月面建造需要面对复杂的问题和挑战，若使用传统的土木建造方式，建筑的结构稳定性无法得到保障；月表环境特殊，对建筑材料的力学性能、热学性能、抗辐射性能和耐久性能等要求都十分苛刻；向月球运输钢筋、混凝土等建筑材料的成本高昂，也并不现实。
面对上述月面建造挑战，我国科研人员交出了自己的方案：在现有条件下，充分利用月球原位资源——月壤，结合地面成熟的建造技术，从一块月壤砖开始搭建月球基地。
如何制作？
来自“本土”的原料
月壤指覆盖在月球基岩表面的松散颗粒，厚度为几米至十几米之间。目前，学界对其成因的假说众多，主要认为它是在陨石撞击、宇宙射线轰击、剧烈温度变化等共同作用下的产物。
月壤颗粒主要由岩石碎屑、矿物碎屑、玻璃质颗粒和黏合剂组成，多呈棱角状、次棱角状或长条状。其成分在不同区域存在差异，不过化合物成分以氧化硅为主，矿物成分则包括斜长石、橄榄石、辉石、钛铁矿及玻璃物质等。月壤样品间的粒径也有差异，我国嫦娥五号、嫦娥六号探测器采集到的月壤样品最大粒径不超过300微米。
科研人员参照真实月壤成分配制模拟月壤，以此为原料制作月壤砖。
“零添加”的烧结工艺
月壤砖的制作工艺多样，如在月壤中添加水和胶凝材料制备类混凝土砖，制备结构复杂或异形的月壤砖时，也可使用3D打印技术。不过这些方法都需要额外从地球携带原料，并不是月壤材料原位利用率100%的建造技术。
科研人员选择像烧制红砖、青砖一样，采用烧结工艺（将月壤在低于主要组分熔点温度下加热，使颗粒间产生连接的方法）制备月壤砖。首先将松散的模拟月壤放入模具进行压制，形成胚体，随后将其放入真空热压炉中升温烧结。普通红砖的抗压强度为15～20兆帕，制备的月壤砖抗压强度最高则可达100兆帕以上，力学性能十分优异。
虽然性能优异，但月壤砖到底能不能承受月面的极端环境，还要让它在太空中经受考验之后才能知道。月壤砖会在太空中开展为期3年的舱外暴露试验，每年返回一块，第一块预计在2025年底回归地球，为未来月球基地建设积累科研数据。在月球上盖房子，已不再是遥不可及的梦想。
责任编辑｜牛一名岳焕琦
运营编辑｜岳焕琦
质量审核 |业蕾
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《月壤砖：在月球“搭积木”》，撰文/周燕（华中科技大学土木与水利工程学院），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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