“月壤磚”比普通混凝土磚堅硬得多,未來可能用於(yú)在月球蓋房子。不久後“月壤磚”即将搭乘“天舟八号”貨運飛船飛向中國空間站,到太空去做暴露實驗,“月壤磚”跟普通磚到底有哪些不同?它們爲什麽要去太空?一起瞭(le)解↓
一.“月壤磚(zhuān)”,一塊(kuài)不普通的“磚(zhuān)”
能在月球蓋(gài)房子的“月壤磚”和地球上的磚一樣嗎?一起到它的研制地——華中科技大學國家數字建造技術創(chuàng)新中心,一探究竟。
日常生活中的建築用磚一般有紅磚、青磚以及混凝土磚。“月壤磚”密度與普通磚塊相當(dāng),但它的抗壓強度卻是普通紅磚、混凝土磚的3倍以上,相當(dāng)於(yú)1平方厘米的面積上能承受1噸多的重量。
國家數字建造技術創新中心、華中科技大學教授 周誠:模拟“月壤磚”的強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的是榫卯結構,有利於(yú)在未來月球基地的建造過程中,採(cǎi)用這樣的結構形式進行拼裝。
二.太空之旅,驗證“月壤磚”三大關(guān)鍵(jiàn)性能
“月壤磚”爲什麽要搭乘“天舟八号”前往中國空間站?“月壤磚”需要經受住怎樣的考驗才能肩負(fù)起月球蓋(gài)房子的重任呢?專家介紹,“月壤磚”的太空之旅有三大關鍵性能要驗證。
要在月面蓋房子,首先就會遭遇溫度劇烈變(biàn)化的挑戰,月晝溫度超過180℃,月夜又到-190℃。此外,因爲沒有大氣保護,大量宇宙輻射和許多微隕石會撞擊到月球表面,同時還有月震,這些都會對(duì)月面建築材料的力學性能、熱學性能和抗輻射性能提出苛刻要求。
爲搞清楚“月壤磚”能不能勝任月球造房子的任務,近日,“月壤磚”就要搭乘“天舟八号”貨運飛(fēi)船前往中國(guó)空間站。在完成太空實驗後,第一塊“月壤磚”預計将在2025年年底返回地球。
據介紹,驗證“月壤磚”三大關(guān)鍵性能包括:“月壤磚”的力學性能。這一性能和建房子關(guān)系最大,即樣品的力學性能會(huì)不會(huì)退化。
“月壤磚”熱(rè)學性能的變(biàn)化。即需要知道它的保溫和隔熱(rè)性能如何。
輻射作用對(duì)“月壤磚”的影響。月球是真空環境,有大量宇宙輻射,需要瞭(le)解在宇宙輻射的作用下,“月壤磚”能不能經受住考驗。
三.“月壤磚”如何煉(liàn)成?實(shí)驗室揭秘
月球表面複雜的環境對“月壤磚”性能提出瞭(le)極高的要求,“月壤磚”又是怎樣煉成的呢?據介紹,採(cǎi)用真空熱壓燒結的方式形成的“月壤磚”,整個過程大概分爲三個步驟。第一個步驟,需要對模拟月壤稱重,然後按照重量放入模具。
科研人員在實驗室模拟出的月壤材料類似地球土壤,是松散的,在模具容器内壓制後,需要通過高溫燒制,比如採(cǎi)用電(diàn)磁感應燒結爐,可以在10分鍾左右将溫度加熱至1000℃以上,完成“月壤磚”的燒制。
這個過程中沒有任何其他材料的添加物,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方式。也就是說,将來我們建設月球科研站,可以在月球上就地取材,直接利用月壤、太陽能、礦産(chǎn)等月面原位資源來蓋房子,不需要再從(cóng)地球上運輸預制建築構件。這樣的方式能夠極大降低月面建造成本。這些“月壤磚”将在太空暴露實驗後,爲将來真的到月球上蓋房子積累科研數據,優化實際方案。
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