我们日常生活中的建筑用砖一般有红砖、青砖以及混凝土砖,但你知道“月壤砖”吗?再过一段时间,“月壤砖”将搭乘“天舟八号”货运飞船飞向中国空间站,到太空去做暴露实验,未来可能用于在月球盖房子。那么,“月壤砖”跟普通砖到底有哪些不同?它们为什么要去太空?
“月壤砖”不是普通的砖
据国家数字建造技术创新中心、华中科技大学教授周诚介绍,“月壤砖”呈榫卯结构,密度与普通砖块相当,但它的抗压强度却是普通红砖、混凝土砖的3倍以上,相当于1平方厘米的面积上能承受1吨多的重量。
未来月球基地的建造中,可能采用这样的结构形式进行拼装建造。
“月壤砖”达到什么标准才能去太空
“月壤砖”为什么要搭乘“天舟八号”前往中国空间站?需要经受住怎样的考验,才能肩负起在月球盖房子的重任呢?
要在月面盖房子,首先就会遭遇温度剧烈变化的挑战,月昼温度超过180℃,月夜温度可达-190℃。此外,因为没有大气保护,大量宇宙辐射和许多微陨石会撞击到月球表面,同时还有月震,这些都会对月面建筑材料的力学性能、热学性能和抗辐射性能提出苛刻要求。
据专家介绍,“月壤砖”的太空之旅有以下三大关键性能要验证:
“月壤砖”的力学性能。这一性能和建房子关系最大,即样品的力学性能会不会退化。
“月壤砖”热学性能的变化。即需要知道它的保温和隔热性能如何。
辐射作用对“月壤砖”的影响。月球是真空环境,有大量宇宙辐射,需要了解在宇宙辐射的作用下,“月壤砖”能不能经受住考验。
如何炼成“月壤砖”
月球表面复杂的环境对“月壤砖”性能提出了极高的要求,“月壤砖”又是怎样炼成的呢?据介绍,采用真空热压烧结方式形成的“月壤砖”,整个过程大概分为三个步骤:
第一步,先将模拟月壤称重,按照重量放入模具,因月壤非常松散,所以需要在模具容器里进行压制。
第二步,工程师将压制成型的、带有模拟月壤的模具放到真空热压炉中,加上隔热设施,将它升温烧结。
第三步,对“月壤砖”进行高温烧制。
“月壤砖”是以100%原位成型的工艺方法制造的,整个过程中没有任何其他添加物。这也是在未来月球基地建造中的一个非常有潜力的建造方式。
将来或可在月球上就地取材
科研人员在介绍“月壤砖”制作流程时,提到一个词——原位成型工艺方法,也就是说,将来建设月球科研站时,可在月球上就地取材,直接利用月壤、太阳能、矿产等月面原位资源来盖房子,无须再从地球上运输预制建筑构件。这样能极大降低月面建造的成本。这些模拟“月壤砖”在太空暴露实验后,将为未来在月建设积累科研数据,从而优化实际方案。
周诚表示,模拟月壤烧结的样品一共分为三块样品板,每隔一年会下行一块样品板,带着在空间站暴露之后的样品返回地球,再做相关实验。
为了充分利用太空实测的珍贵机会,研究团队将带到中国空间站的“月壤砖”设计为柱状和片状两种形态:柱状“月壤砖”主要用于力学测试;暴露面积较大的片状“月壤砖”,则用于热学和辐射效应测试。除了形态不同,这些“月壤砖”还使用了5种不同的模拟月壤成分、3种不同的烧结工艺,为后续月球基地的建设提供更准确的科研数据。
据央视新闻