把房子建到月球上去!

近日,我国嫦娥六号成功登上月球引发了网友的广泛关注,大家纷纷调侃要在月球上种菜

实际上我国科学家的想法更加大胆,他们早就已经计划要在月球上烧砖盖房了

科学家们甚至提出用AI机器人直接组装搭建房屋。

那么这一计划究竟能不能成功?

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本文信源来自官方媒体【新京报】【中国日报网】【长江日报】【北晚在线】等(链接附在文章末尾)。为提升文章可读性,细节可能存在润色,请理智阅读,仅供参考!

月壶尊

2023年,华中科技大学国家数字建造技术创新中心的丁烈云院士团队,为他们的"月球住房"计划正式命名为"月壶尊"。

这座未来基地的外形将酷似一枚硕大的鸡蛋壳。

不过,要在月球这片并不太适合人类居住的环境中建造房屋,并非一件轻而易举的事。

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“月壶尊”月面基地效果图

月球上的环境极其恶劣,极端温差、真空、月震、陨石冲击等等,这些都将给未来基地的结构稳定带来巨大挑战。

为了应对,科学家们萌发了利用月壤资源的想法。

当时团队获批使用了嫦娥五号带回的月壤样品,经过对月壤材料性能的深入分析和改进。

他们发现"月壤"在高温下能被烧制成类似砖块的坚硬材料!

更令人兴奋的是,我国的科学家们已经用模拟月壤,制作出了国内首个月壤3D打印样品,并进行了真空、惰性气体、空气等不同环境下的烧结实验。

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结果显示,在惰性气体环境下烧制而成的月壤砖强度最高,可达100多兆帕!

不仅如此,科学家们还模拟了月球的高低温环境,让月壤砖经受住了剧烈温差的考验。

结果显示,在月球表面的严酷环境下,月壤砖的强度不但没有下降,反而更加坚固!

看来这些"月球砖"当真是为月球量身定制的绝佳建材了。

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机器人攻关榫卯结构

接下来,科学家们就要考虑如何在月球上完成"月壶尊"的组装建造了。

最终,团队构思出两种可能的施工方案:一是3D打印,二是由智能机器人实现装配。

考虑到实际情况,他们又将这两种方案融为了一体,想出了"月蜘蛛"机器人。

这款智能机器人上方有3D打印装置,下方则是多足平台,可以在月球表面自如穿行,逐块打印、装配"月壶尊"的组件。

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“月壶尊”内部构造示意图

为了确保装配质量,科学家们还借鉴了中国传统建筑的精华——榫卯结构,让每一块"月砖"都能精准对接。

在方案设计过程中,团队还考虑到了国外同行的技术路径。

有研究人员提出一次性3D打印出整个大型模块,但这不仅能耗大、风险高,而且难以兼顾复杂的结构需求。

相比之下,"月蜘蛛"更为灵活高效:先打印出带榫卯结构的月砖,再一块块精细拼装,最大程度避免风险的同时也大大提高了未来基地空间的利用效率。

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韩文彬展示他们打印的有榫卯结构的月壤砖

玄武岩国旗

除了主体结构,科学家们还计划利用丰富的月球玄武岩资源,制造出质地轻盈、强度出众的玄武岩纤维,为"月壶尊"提供柔性防护。

这种"石头纤维"不仅质地轻盈,强度也很不错,完全可以被用作月球基地、航天器和航天服的柔性防护层。

更令人振奋的是,在材料利用方面,我国科技工作者已经取得了实实在在的突破!

就在前不久,我国的嫦娥六号登上月球后展示的那面国旗正是用玄武岩制成的。

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当嫦娥六号探测器被确定将执行月球背面取样任务时,武汉纺织大学的徐卫林院士和他的团队就受命研制一面能够适应月球恶劣环境的国旗。

由于传统的纺织原料很难承受月球的高低温变化、真空环境和强紫外辐射。

于是,他们将目光锁定了玄武岩——这种天然存在于月球表面的矿物质,具有优异的隔热抗辐射性能,完全可以抵御月表恶劣环境。

不过,玄武岩属于无机纤维,表面光滑易碎,模量高而脆性大,想要将它加工成纤维并织造成织物可谓是一大技术难关。

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为了攻克这一难题,团队联合企业,创新设计了喷丝板内腔结构,对其进行了梯形优化,再配合炉内分布式精准控温,终于成功实现了超细玄武岩纤维的稳定量产。

接下来,他们需要将这些超细玄武岩长丝纺制成纱线。

由于玄武岩长丝表面光滑,与普通纤维相比难以纺纱,团队只能利用创新工艺来提高纱线的强力。

最终,他们研发出了一种超细玄武岩纤维纱线,纱线粗细仅相当于人头发丝直径的三分之一。

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然后就是将纱线织造成织物国旗的环节了。

要在光滑的玄武岩纤维面料上构织出鲜艳的五星红旗图案,团队可谓是下足了功夫。

他们让颜料中的粘合剂与织物表面的芳纶短纤毛羽形成"铆钉锚定"的效果,有效提升了涂料与基布的结合牢度,确保国旗色彩艳丽。

最后,完成了织造和上色工序后,这面尺寸为300mm×200mm、重量仅11.3克的"石头版"国旗终于诞生了。

令人惊讶的是,尽管玄武岩纤维密度高达常规纤维的近一倍,但这面国旗的重量还比嫦娥五号上的"织物版"国旗轻了0.5克。

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为确保国旗能在月球背面展示效果最佳,研制团队还特别关注了光线的影响。

由于月球背面的光线角度与旗面角度都会发生变化,他们提出了多种改进方案,联合总体单位开展了多轮评估和月面成像模拟试验,并对国旗展示系统的寿命进行了可靠性验证,确保其能够在月球背面可靠运行。

终于,在6月3日完成月球表采样后,这面"石头版"的五星红旗展示出一抹中国红。

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这不仅是中国首次在月球背面独立动态展示国旗,也再次印证了我国在月球原位材料利用和加工技术等方面取得的重大突破。

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月球工厂

纵观人类探索宇宙的历程,从没有任何一个国家能像中国这样,将"在月球上盖房子"这个看似疯狂的想法,逐步推进到如此具体和可行的阶段。

而恰恰是这一波澜壮阔的系统工程,正在为人类开拓天地奠定坚实基础。

我国已经正式将"月面基地建造工程化"这一重大课题列入了国家重点研发计划,为相关科研工作划定了明确目标和路线图。

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而科学家们通过对月球表面的细致观测,还发现月球上的溶洞内部环境温和宜人,非常适合人类生存。

更令人惊喜的是,这种地下空间能很好地遮蔽月尘、小陨石和太空辐射等月球表面所面临的种种恶劣环境。

当然,单是发现溶洞还不足以实现人类在月球长期"驻扎"。

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我们需要更多的技术手段,来确保月球基地内的可居住性和可持续性。

而这一切,都将与月球资源的合理开发利用息息相关。

近期,中国科学家通过大量观测和分析,发现了月球上存在丰富的氦-3资源。

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这种资源对于未来的热核反应意义重大,被认为是太空探索的"理想燃料"。

一旦能够实现在月球就地开采和利用,不仅能为人类提供源源不断的能源,更有望推动航天器以极低成本飞往更为遥远的深空目标。

可以说,开发利用月球资源的种种设想,正由中国科学家们一点点变为现实。

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月球究竟能不能种菜?

既然把房子建到了月球,那月球到底能不能种菜?

不久前,记者也针对这一问题采访了中山大学生命科学学院的郭教授,他的回答令人茅塞顿开。

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事实上,月球探索对于中国来说,远不止是一项纯粹的科研任务,它背后隐藏着重大的军事、经济和资源价值。

月球只是人类探索浩瀚宇宙的临时站点,她的战略意义更在于为人类未来走向更远的星际旅程打下基础。

在不远的未来,月球将成为一座"科研城"。

相信有了当下的科技积累,有了广大科技工作者的执着追求,有了全国人民的团结一心,未来的那个"月球家园"定将指日可待!

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