原標(biāo)題：為什么設(shè)計成榫卯結(jié)構(gòu),？一文揭秘即將飛向太空的“月壤磚”

“月壤磚”是未來可能用于月球蓋房子的建筑材料，比普通混凝土磚要堅硬得多,。再過一段時間,，這種“月壤磚”就將搭乘“天舟八號”貨運(yùn)飛船飛向中國空間站，到太空去做暴露實(shí)驗,。“月壤磚”跟普通的磚到底有哪些不同,？它們?yōu)槭裁匆ヌ漳兀?/p>

“月壤磚”：一塊不普通的“磚”

能在月球蓋房子的“月壤磚”和我們地球的磚一樣嗎？為了找到“月壤磚”中的秘密,，記者來到了它的研制地——華中科技大學(xué)國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心,。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心,、華中科技大學(xué)教授周誠：我手上拿的這兩塊磚叫做模擬“月壤磚”,，它的成分是我們通過模仿真實(shí)月壤的成分，然后去燒結(jié)形成的模擬“月壤磚”,。

日常生活中的建筑用磚一般有紅磚、青磚以及混凝土磚,，這些“月壤磚”拿起來密度與普通磚塊相當(dāng),，但它的抗壓強(qiáng)度卻是普通紅磚、混凝土磚的三倍以上,，相當(dāng)于1平方厘米的面積上能承受1噸多的重量,。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心,、華中科技大學(xué)教授周誠：模擬“月壤磚”的強(qiáng)度比我們地球上用的紅磚,、青磚等要高很多，我們看到的這兩塊磚呈現(xiàn)的是榫卯結(jié)構(gòu),，有利于在未來的月球基地的建造過程中,，我們采用這樣的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行拼裝建造。

太空之旅

驗證“月壤磚”三大關(guān)鍵性能

“月壤磚”為什么要搭乘“天舟八號”前往中國空間站,？“月壤磚”需要經(jīng)受住怎樣的考驗才能肩負(fù)起月球蓋房子的重任呢,？專家告訴記者,，“月壤磚”的太空之旅有三大關(guān)鍵性能要驗證。

要在月面蓋房子,，首先就會遭遇溫度劇烈變化的挑戰(zhàn)，月晝溫度超過180℃,，月夜又到-190℃,。此外，因為沒有大氣保護(hù),，大量宇宙輻射和許多微隕石會撞擊到月球表面,，同時還有震動頻率高的月震，這些都會對月面建筑材料的力學(xué)性能,、熱學(xué)性能和抗輻射性能都提出苛刻要求,。

為了搞清楚“月壤磚”能不能勝任月球造房子的任務(wù),，近日,，“月壤磚”就要搭乘“天舟八號”貨運(yùn)飛船前往中國空間站。在完成太空實(shí)驗后,，第一塊“月壤磚”預(yù)計將在2025年年底返回地球,。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心,、華中科技大學(xué)教授周誠介紹,，驗證“月壤磚”三大關(guān)鍵性能包括：

• “月壤磚”的力學(xué)性能。因為這個和我們建房子關(guān)系最大,，就是樣品的力學(xué)性能會不會退化,。

• “月壤磚”的熱學(xué)性能的變化。我們希望知道它的保溫和隔熱的性能怎么樣,。

• 輻射作用對“月壤磚”的影響,。因為月球是真空的環(huán)境，所以有大量的宇宙輻射,，我們也希望了解在宇宙輻射的作用下,，“月壤磚”在月球上能不能經(jīng)受得住。

實(shí)驗室揭秘“月壤磚”如何煉成

月球表面復(fù)雜的環(huán)境對“月壤磚”的性能提出了極高的要求,，“月壤磚”又是怎么煉成的呢,？

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心、華中科技大學(xué)教授周誠：采用真空熱壓燒結(jié)的方式形成的“月壤磚”,，整個過程大概分為三個步驟，第一個步驟,，我們需要把模擬月壤進(jìn)行稱重,，稱重之后按照重量放入模具中,，但月壤是非常松散的，我們需要在模具的容器里面進(jìn)行壓制,。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心、華中科技大學(xué)教授周誠：工程師操作的就是讓它能夠均勻地施壓,，然后形成有效的一個坯體,。壓力施加完畢后，工程師會把壓制成型的,、帶有模擬月壤的模具放到真空熱壓爐中,，然后加上隔熱的一些設(shè)施。鎖上整個真空實(shí)驗裝置以后,，就可以把它升溫?zé)Y(jié),。

科研人員用實(shí)驗室模擬出的月壤材料就類似地球土壤一樣,，是分散的,，他們需要通過高溫進(jìn)行燒制，比如采用電磁感應(yīng)燒結(jié)爐可以在十分鐘左右將溫度加熱至1000℃以上,，“月壤磚”就燒制完成了,。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心、華中科技大學(xué)教授周誠：這個過程中是沒有任何其他的材料添加物的,，所以它是100%原位成型工藝方法,，這也是在未來月球基地建造中的一個非常有潛力的建造方式。

太空實(shí)驗助力“月壤磚”研究闖難關(guān)

在介紹“月壤磚”制作流程時,，科研人員提到了一個詞——原位成型工藝方法,，也就是說，將來我們建設(shè)月球科研站,，可以在月球上就地取材,，直接利用月壤、太陽能,、礦產(chǎn)等月面原位資源來蓋房子,，不需要再從地球上運(yùn)輸預(yù)制建筑構(gòu)件。這樣的方式能夠極大地降低月面建造的成本,。這些模擬“月壤磚”將在太空暴露實(shí)驗后,，為將來真的到月球上蓋房子積累科研數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化實(shí)際方案,。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心、華中科技大學(xué)教授周誠：這就是馬上要跟隨天舟八號貨運(yùn)飛船在空間站當(dāng)中去做暴露實(shí)驗的樣品。這些都是模擬月壤燒結(jié)的樣品,，一共分為三塊樣品板,，實(shí)際上我們設(shè)計的整個暴露時間是三年，所以每隔一年我們會下行一塊樣品板,，帶著在空間站暴露之后的樣品返回地球,，然后再來做相關(guān)的實(shí)驗。

為了充分利用上太空實(shí)測的珍貴機(jī)會,，研究團(tuán)隊將帶到中國空間站的“月壤磚”設(shè)計為柱狀和片狀兩種形態(tài)：

• 柱狀“月壤磚”主要用于力學(xué)測試；

• 暴露面積較大的片狀“月壤磚”則用于熱學(xué)和輻射效應(yīng)測試,。

除了形態(tài)不同，這些“月壤磚”還使用了5種不同的模擬月壤成分,、3種不同的燒結(jié)工藝,，為后續(xù)月球基地的建設(shè)可以提供更準(zhǔn)確的科研數(shù)據(jù)。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心,、華中科技大學(xué)教授周誠：我們這里面有5種不同的成分,，有模擬月海的，也就是我們嫦娥五號落地（月）的地方,，那一種以玄武巖為主的模擬月壤的成分,。這里面也有將來為嫦娥八號，包括嫦娥七號,，落地在高地的月壤成分,，主要是以斜長巖為主。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心,、華中科技大學(xué)教授周誠：跟地球一樣，東北的土是黑土,，西北的土是黃土,。在月球上也是，在不同的位置,、不同區(qū)域土壤的顆粒成分都不一樣,。我們主要了解在不同的成型工藝下，在空間站的那種環(huán)境中,，它的退化規(guī)律,。因為有了退化規(guī)律，我們才能夠?qū)Σ牧线x擇,、工藝的優(yōu)化提出很好的科學(xué)依據(jù),。

（總臺央視記者崔霞李寧吳天白凌姝王鏡雅）