神舟二十一号回来的时候,不只是航天员平安归来,更有一块悄然“随行”的特殊样品,一块在太空经历整整一年暴露实验的“月壤砖”。它看起来土里土气,但我们未来在月球的房子,可能就靠它了。
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一块砖,为何值得国家级航天工程反复测试?
2024年11月15日,天舟八号货运飞船将首批 74 块模拟“月壤砖”送抵中国空间站,并有意将它们暴露在舱外最严酷的环境中,周期长达一年、两年和三年。它们被紧紧固定在舱外暴露实验平台上,整套装置仅重约1公斤,却浓缩了未来月球基地建造的无限可能。
一年后,第一块编号R5的样品由神舟二十一号带回地球,经专家现场交接确认:状态良好、结构稳定,没有出现开裂、粉化、剥离等劣化现象。
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这意味着什么?意味着它不仅经受了剧烈温度变化、真空、紫外线辐射,还经历了宇宙射线轰击和微流星体微小撞击,也就是说,它通过了比月球环境更严苛的“魔鬼考核”。
人类在地球上建房子,材料可以运来运去,但月球不同,任何一公斤从地球运去的材料,成本都堪比黄金。要想让月球基地真正可持续,真正靠谱的方式只有一条:就地取材,用月壤建房。
这块月壤砖,就是基于“在月球就地取材”的强需求。他们利用真实月壤成分数据,模拟配制出可替代月壤的原料,再用热压烧结技术制作成砖块。
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这砖的抗压性能是普通砖的三倍以上,密度与普通砖相当,易于携带与搭建,可承受-190℃到180℃的极端温差循环,同时具备高辐射、强紫外线条件下的稳定性。
更关键的是,这些砖并非依赖地球工业体系,而是可以在月壤现场、利用太阳能完成烧结,这意味着未来机器人在月球上就能“自产自用砖头”,真正实现用月壤盖房。
实验团队并没有在地面做过大量测试,因为地球上的模拟装置再先进,也难以真正复刻太空长期辐射、阳光照射、真空、微流星体、温度循环等多因素叠加的真实环境。
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太空舱外暴露实验是目前全世界验证材料环境适应性最接近真实月球环境的方式。而中国空间站长期稳定运行,恰好提供了世界级的实验平台。
月壤砖为期一年的暴露只是第一阶段,整个实验总周期长达三年,每一年都有不同样品被带回地球做对比研究,科研人员将通过返回样品与地面原始样品的微观差异比对,分析材料在太空极端环境中的性能退化机理,预测未来月面长期使用的可靠性。
未来宇航员在月球住多久、基地能保持多少年安全稳定,都需要如今这一批又一批“月壤砖”在太空中“挨打”后交出的数据来回答。
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月球基地离我们有多远?月壤砖也许是最朴素、但最关键的一环。
很多人谈到月球基地,会想到封闭的透明穹顶、金属舱段、模块化居住舱。但这些都只是“架子”,真正决定工程能否长久运行的,是最不起眼的建筑材料。
如果地外建材不能在极端环境下长期稳定,月面基地就会像沙堡一样,不需要大型灾害,只需时间流逝就会越来越脆弱。
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而中国这块被神舟二十一号带回的月壤砖,正是在回答一个关键问题:月球建筑材料能否长期服役?
它稳定、可靠,没有出现任何明显损伤,这意味着,未来机器人可在月面批量烧制月壤砖;可采用类似榫卯这种中国传统建筑技术,减少粘合剂,降低施工要求;月球基地建造将真正迈向可持续化与本地化;甚至有望铺设登陆通道、构筑辐射防护墙体,建设地下科研设施。
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人类要在月球停留一天并不难,要停留100天很难,而要在月球建一个真正的“家”,靠的就是这些不起眼的砖。
神舟二十一号带回的这块“月壤砖”看似普通,却意义非凡。它是人类在月球上实现“就地建材”的关键一步,也是中国在未来深空建设中率先迈出的实质性突破。
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