国货“月壤砖”有了，在月球上盖房子，还需要等多久呢？
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2024年11月13日早上，天舟八号货运飞船和长征七号遥九运载火箭组合体在文昌航天发射场开始进行垂直转运，这标志着天舟八号任务正式进入发射准备阶段。此次天舟八号货运飞船携带的补给物资主要用于保障神舟十九号、二十号两批航天员乘组在轨正常生活、工作。
特别值得一提的是，由我国科学家模拟月壤成分烧制而成的“月壤砖”也在这艘货运飞船中。它将被送往空间站开展太空暴露实验，目的是确认“月壤砖”能否承担在月球上盖房子的任务。
专家介绍，“月壤砖”的太空之旅将验证包括力学性能、热学性能的变化以及宇宙辐射作用对其的影响等三大关键性能。
国货“月壤砖”是如何制作出来的？
国货“月壤砖”的制作过程主要分为三个步骤：
首先是称重，将模拟月壤按照设定的重量放入模具中；
接着进行压制，由于月壤非常松散，需在模具容器里均匀施压形成坯体；
最后是真空热压烧结，把压制成型的带有模拟月壤的模具放入真空热压炉中加热至1000℃以上。
国货“月壤砖”的整个制作过程，实现了100%原位成型工艺方法，即没有添加其他材料，这为未来在月球上就地取材、利用月壤等资源建造基地提供了可能，可极大降低月面建造的成本。
“月壤砖”在太空实验中具体会经历哪些步骤？
第一步，准备不同形态和成分的样品：研究团队设计了柱状和片状两种形态的“月壤砖”样品，并且使用了5种不同的模拟月壤成分和3种不同的烧结工艺。
第二步，进行太空暴露实验：将“月壤砖”放置在空间站的特定位置，使其暴露在太空环境中。太空环境极为恶劣，包括剧烈的温度变化（从超过 180℃到-190℃）、宇宙辐射以及微陨石撞击等。
第三步，监测关键性能：在实验过程中，持续监测“月壤砖”的力学性能、热学性能和抗辐射性能等关键性能。力学性能关系到其在建造中的承载能力；热学性能涉及保温和隔热效果，以确保在月球的极端温度条件下能维持稳定；抗辐射性能则关乎“月壤砖”长期暴露在宇宙辐射下的稳定性和可靠性。
第四步，记录和分析数据：收集实验过程中各项性能的数据，了解不同成型工艺下“月壤砖”在太空环境中的变化和退化规律。
第五步，返回地球进行评估：预计第一块“月壤砖”将在2025年年底返回地球，科研人员将对其进行详细的评估和分析，与在太空实验中记录的数据进行对比，以确定“月壤砖”是否能够满足在月球上建造的要求，并为后续月球基地建设提供更准确的数据和优化材料选择及工艺的依据。
“月壤砖”有了，在月球上盖房子还需要等多久？
在月球上盖房子是一项极其复杂且具有挑战性的任务，虽然“月壤砖”的出现是一个重要的进展，但要实现真正在月球上盖房子，还需要解决许多问题。
首先，需要完善可靠且高效的太空运输系统，以确保建筑材料和相关设备能够大量、安全地运送到月球。
其次，要研发适应月球极端环境的建筑技术和工艺，月球表面的温度变化剧烈、辐射强度高、真空环境等都对建筑的耐久性和稳定性提出了极高要求。
再者，还需要建立长期稳定的能源供应系统，以支持建筑施工和后续的使用。
此外，人类在月球上的长期生存保障技术，如氧气生成、水回收利用等也需要进一步发展。
综合考虑这些因素，在月球上盖房子可能还需要数年甚至数十年的时间。随着科技的不断进步，相信这一目标在未来有望实现。
要实现用“月壤砖”在月球上盖房子，还需要克服以下几方面的困难：
1. 原材料获取和处理：月球表面的月壤分布不均，且质量和成分存在差异。如何高效地获取、筛选和处理适合制作“月壤砖”的原材料是一个挑战。此外，还需要开发能够在月球环境中运行的开采和加工设备。
2. 生产工艺优化：虽然在地球上已经有了一定的“月壤砖”制作工艺，但在月球的低重力、高真空、极端温度等特殊环境下，现有的生产工艺可能需要大幅度改进和优化，以确保“月壤砖”的质量和性能。
3. 太空运输和建设成本：将制作“月壤砖”所需的设备、材料以及后续的建筑构件运输到月球，成本极高。需要研发更高效、经济的太空运输方式和技术。
4. 建筑结构设计：月球上的重力只有地球的约六分之一，这对房屋的结构设计提出了新的要求。如何利用“月壤砖”构建稳定、安全且适应月球环境的建筑结构是一个复杂的工程问题。
5. 长期耐久性和可靠性：月球环境中的宇宙射线、微流星体撞击、大幅度的温度变化等因素，会对“月壤砖”和建筑结构的长期耐久性和可靠性产生影响。需要确保“月壤砖”在这种极端条件下能够长期保持性能稳定。
6. 能源供应和资源利用：在月球上进行建筑施工需要大量的能源支持，如何有效地利用月球上的有限资源来满足能源需求是关键问题。
7. 现场施工和自动化技术：由于人类在月球上的活动受到诸多限制，需要开发高度自动化的施工技术和设备，以减少对人工操作的依赖。
8. 环境保护和可持续发展：月球建筑活动应尽量减少对月球环境的破坏，同时要考虑建筑的可重复利用和可持续性。
专家们对“月壤砖”未来承担在月球上盖房子的任务，有多大的信心？
目前，专家对于国货“月壤砖”未来承担在月球上盖房子的任务，持谨慎乐观的态度。
一方面，国货“月壤砖”的相关研究和实验已经取得了一定的进展，其在地面模拟实验中展现出了一些具有潜力的性能。
然而，太空环境极其复杂和恶劣，存在众多不确定性因素。目前的实验数据和成果还相对有限，要真正实现用“月壤砖”在月球上盖房子，还需要经过更多的太空实验和实际验证。
在这个过程中，可能会出现未曾预料到的问题和挑战，需要不断地改进和完善技术。但专家们相信，随着研究的深入和技术的进步，“月壤砖”最终能够为月球建筑提供有效的解决方案。
除了“月壤砖”，还有其他材料在研究用于月球建筑吗？
当然有！除了“月壤砖”，目前还有以下一些材料在研究用于月球建筑：
1. 月岩：月球上存在各种岩石，对其进行加工和利用可能成为建筑材料的来源之一。
2. 金属合金：通过提取月球上的金属元素，制造适合的金属合金用于建筑结构。
3. 纤维增强复合材料：这类材料具有高强度和良好的耐候性，可能适用于月球建筑的特定部位。
4. 气凝胶：具有出色的隔热性能，有助于维持月球建筑内部的适宜温度。
5. 3D 打印材料：如特殊的聚合物或陶瓷材料，通过 3D 打印技术在月球上直接构建建筑构件。
这些材料都在不同程度的研究和探索中，以寻找最适合月球建筑需求的解决方案。
相对来说，在这些用于月球建筑的材料中，3D 打印材料具有相对较大的潜力。其优势在于可以根据具体的设计需求直接在月球上进行打印制造，减少了从地球运输预制构件的需求和成本。而且，随着 3D 打印技术的不断发展，能够使用的材料种类越来越丰富，性能也在不断提升。
金属合金如果能有效地从月球资源中提取和制造，也具有很大的应用前景，因为金属通常具有较高的强度和耐用性。
气凝胶在隔热方面表现出色，对于维持月球建筑内部的稳定温度环境至关重要。
月球表面昼夜温差极大，白天温度可高达 127 摄氏度，夜晚则可低至 -173 摄氏度。气凝胶由于其独特的纳米级孔隙结构，能够极大地减少热传导和热对流。
在理想情况下，优质的气凝胶材料在月球环境中可以有效阻挡绝大部分的热量传递，使建筑内部的温度波动显著减小。具体来说，它可以减少高达 90%以上的热量传递，从而为月球建筑提供相对稳定和适宜的内部温度环境。
气凝胶除了隔热特性，在月球建筑中还有以下可能有用的特性
轻质：气凝胶的密度极低，这对于从地球向月球运输建筑材料以及在月球低重力环境下进行施工和建设都具有重要意义，能减轻建筑的整体重量。
抗压性：虽然气凝胶质地轻盈，但在一定程度上具有较好的抗压能力，可以在承受一定压力的同时保持结构完整，有助于增强月球建筑的稳定性。
吸声降噪：月球环境相对寂静，但在建筑内部可能会因设备运行等产生噪音，气凝胶能够吸收声波，提供相对安静的内部环境。
吸附性能：气凝胶具有较大的比表面积，可以吸附一些微小颗粒和杂质，有助于改善月球建筑内部的空气质量。
耐辐射：能够在一定程度上抵御宇宙射线的辐射，为建筑内部提供一定的防护。
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