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嫦娥探月
“月壶尊”月面基地效果图
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xing123
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私信
中国航天
99
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2024-12-2 18:01:36
来自手机
11月16日,天舟八号货运飞船与中国空间站组合体完成交会对接。本次“太空快递”的上行物资中,最引人关注的可能是一批“砖头”。原来,它们是由科研人员模拟月壤成分烧制的“月壤砖”,计划开展太空暴露实验,预计自2025年底起分批返回
地球
,检验其能否胜任未来建造月球基地的重要任务。其实,科研人员畅想建造月球基地已有半个多世纪了。1963年,美国宇航局与波音公司提出了“阿波罗月球探测系统综合模块”概念,希望在月面布置多个建筑模块,以松软的月壤作为防护层,抵御极端环境,设计可容纳6人持续生存6个月。1986年,美国宇航局约翰逊航天中心又提出了“充气式月球科考基地”概念,建设方案包括日光防护罩、由防辐射风化袋制成的通道、热辐射实验机器人、制氧试点工厂、
太阳
能系统等。不过,这些早期月球基地建设方案受限于技术、成本等,均停留在纸面上。
“月壤砖”前往中国空间站开展暴露实验
建设月球基地绝不是一件容易的事,选址和建材就是需要着重考虑的关键因素。一般来说,月球基地选址应考虑4点:一是便于与地球直接通信;二是月面尽量平坦,便于航天器安全着陆;三是受月球昼夜交替影响较小,长期有充足阳光;四是附近蕴藏较丰富的水冰资源。综合权衡各方面条件,在月球两极附近选址建设基地比较理想。不过,根据月球基地的核心任务不同,其选址的标准和要求也不同。例如,如果要建造月球资源开发基地,选址应与月球资源分布状况密切相关;如果计划建造月球科研基地,那么最好建在月球背面,毕竟那里受地球无线电波干扰较少,更适合开展天文观察和空间物理实验。初步确定月球基地选址后,如何经济、高效地施工建造呢?为了尽量降低航天运输和维护成本,有必要通过月球资源原位开发获取建造材料,而且应在材料制备过程中降低资源、能源消耗和操作成本,同时确保材料可靠耐用。为此,能源供应和材料性能两大难关仍有待攻克。一方面,研究表明,在近似真空环境中,“月壤砖”最佳烧结温度是1000~1100摄氏度,将1吨月壤加热至该温度,至少要消耗233千瓦时的能量,相当于100平方米光伏阵列6小时发电量。另一方面,由于月面缺乏大气压,建筑内压依赖结构承受,再考虑到月面极端温差超过300摄氏度,温度应力较大,对建筑材料的抗拉强度提出了较高的要求。而月壤基材普遍表现为抗压能力强、抗拉能力弱,因此不宜单纯依靠月壤固化来满足所有性能要求。近年来,随着新一轮国际探月大潮涌动,各国科研单位和企业提出的月面建筑方案呈现爆发式增长,涉及新颖结构设计、无人化施工、太空3D打印技术、月面与地穴勘测等。据公开资料显示,我国科研工作者相继提出了多种月球基地建设方案。
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