中國空間站第九批空間科學(xué)實驗樣品近日隨神舟二十一號飛船返回地球,其中一項備受矚目的成果——由華中科技大學(xué)團(tuán)隊研制的首塊“月壤磚”完成交接。這塊經(jīng)過特殊設(shè)計的磚塊在太空環(huán)境中經(jīng)歷了為期一年的嚴(yán)苛考驗,其抗壓性能遠(yuǎn)超地球傳統(tǒng)建筑材料,為未來月球基地建設(shè)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。
該“月壤磚”由丁烈云院士團(tuán)隊主導(dǎo)研發(fā),以模擬月壤為原料,通過熱壓成型工藝制成。研發(fā)團(tuán)隊突破傳統(tǒng)建筑材料的結(jié)構(gòu)限制,創(chuàng)新采用榫卯式拼接設(shè)計,使磚塊無需黏合劑即可實現(xiàn)穩(wěn)固連接。這種設(shè)計不僅適應(yīng)了太空環(huán)境下的快速裝配需求,更在力學(xué)性能上取得突破——每平方厘米可承受超過1噸的重量,抗壓強(qiáng)度最高達(dá)500兆帕以上,是普通紅磚(15-20兆帕)的25倍以上。
2024年11月,74塊“月壤磚”搭乘天舟八號貨運(yùn)飛船進(jìn)入中國空間站,被安裝于艙外暴露裝置中,分批次接受為期1年、2年、3年的極端環(huán)境測試。實驗期間,樣品需直面太空的極端溫差(零下190攝氏度至零上180攝氏度)、高強(qiáng)度輻射(地球環(huán)境的200倍)以及微重力條件。首批返回的R5樣品單元已圓滿完成1年暴露實驗,經(jīng)檢測確認(rèn)其物理性能保持穩(wěn)定,未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷或性能衰減。
據(jù)研發(fā)團(tuán)隊介紹,月壤磚的研制突破了多項關(guān)鍵技術(shù):通過精確模擬月壤成分比例,解決了原料適配性問題;優(yōu)化熱壓工藝參數(shù),確保磚塊密度均勻性;榫卯結(jié)構(gòu)的力學(xué)驗證則依托地面模擬裝置與數(shù)字建模技術(shù)完成。此次艙外暴露實驗的成功,標(biāo)志著我國在月球原位資源利用領(lǐng)域邁出實質(zhì)性步伐,相關(guān)成果將為后續(xù)月球基地建設(shè)方案提供重要數(shù)據(jù)支持。
目前,剩余“月壤磚”樣品仍在空間站繼續(xù)接受長期暴露實驗,科研團(tuán)隊將持續(xù)監(jiān)測其性能變化,重點(diǎn)研究材料在長期輻射與熱循環(huán)作用下的老化機(jī)制。這一系列實驗數(shù)據(jù)將為優(yōu)化月壤磚配方、提升其太空適用性提供科學(xué)依據(jù),推動我國深空探測技術(shù)向?qū)嵱没A段邁進(jìn)。











