如何實現利用月壤在月球上造磚、建房子?6月30日下午,記者跟隨“2025年‘活力中國調研行’安徽主題采訪團”走進位于合肥高新區的深空探測實驗室,在四樓展廳,記者看到數塊黑色塊狀物在展臺展示,吸引著不少目光。
“這是月壤磚,是利用我們自主研發的‘月壤3D打印系統’裝置利用聚光太陽能加熱實現月壤熔融制成的。”深空探測實驗室未來院高級工程師、“月壤3D打印系統”技術負責人楊洪倫介紹,“月壤3D打印系統”采用月壤作為唯一原材料,不需要從地球攜帶任何輔料,可以做到真正的原位資源利用,實現用月球的土建月球房。同時,利用光纖束等技術,打印出未來月球基地所需的建筑構件,以實現月壤任意形狀成形制造。
在月球上開展原位建造面臨極端環境的重重挑戰,例如材料來源單一、無液態水、低重力條件,以及晝夜溫差高達300℃以上。此外,還有每年約1000次的2-3級月震、強烈的宇宙輻射、崎嶇復雜的地貌與地質結構……這一切都使得在月球建造建筑成為一項真正的“超級工程”。
“研制初期我們面臨的核心挑戰是如何在月球極端環境約束下,實現可靠的太陽能聚光與月壤成型?!睏詈閭惐硎?,為讓設備能適應月球復雜的天體氣候,深空探測實驗室團隊系統對比了多種技術路線,比如聚光方面是采用菲涅爾透鏡 、薄膜透鏡還是反射式聚光器,月壤成型方面是采用粉末燒結,高溫熔融還是粘結固化,通過一系列的驗證試驗,最終選用了“反射聚光-光纖束傳能+粉末床熔覆成型”的技術路線,攻克了能量捕獲傳輸到打印成型的全鏈條難題。
“‘月壤3D打印系統’原理樣機的成功研制,不僅驗證了月面能源捕獲、月壤物質提取轉化等一系列關鍵技術,也為后續開展深空資源開發利用 、月面能源系統建設奠定了技術基礎。”楊洪倫說。
月壤3D打印系統的成功研制正是深空探測實驗室落戶安徽3年多來植根深空探測事業,加強技術創新,持續提升原始創新能力的一個縮影。
2022年,國家航天局、安徽省、中國科學技術大學三方共建深空探測實驗室,總部位于合肥,其目的就是為了打造國家實驗室核心戰略力量、建成具有國際影響力的世界重要人才中心和創新高地。
3年來,實驗室完成了從機構組建、平臺搭建到任務支撐、科研攻關的跨越式發展。
實驗室牽頭研制的天都一號、二號地月通信導航技術試驗衛星,成功實現月球軌道雙星編隊飛行,國際上首次完成白天強光干擾條件下的地月激光測距技術試驗,為規劃中的月球通信導航遙感綜合星座建設驗證了系列關鍵技術,這也是安徽省首次承擔探月工程航天器總體研制工作……深空探測實驗室持續加大科研投入,加速科技成果誕生,讓中國深空探測力量握指成拳。
如今,深空探測實驗室聚集了8名兩院院士、50 余名核心骨干,形成了“院士帶團隊、項目育人才” 的良好效應。
“近年來,我們有力支撐國家航天局與17個國家簽署了政府間合作協議,實驗室與60余個國際科研機構簽署合作協議。還創辦了一年一度的深空探測(天都)國際會議,已舉辦兩屆,在國際航天界產生重要影響?!鄙羁仗綔y實驗室黨委書記、副主任胡朝斌表示,我們正在論證世界首個火星樣品實驗室,將吸引國內外大批科學家來合肥從事相關科學研究,并積極論證爭取行星環境模擬和資源利用大科學裝置落戶合肥。
記者:羅曉宇 王珂
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