神舟二十一號飛船圓滿完成返回任務，除搭載航天員外，一批特殊“乘客”——由華中科技大學丁烈云院士團隊研發的“月壤磚”首批樣品，也順利回到地球。這些經歷了一年空間站艙外暴露實驗的“磚塊”，經現場確認狀態良好，引發全球航天與建筑領域的廣泛關注。
“月壤磚”的太空之旅始于2024年11月15日，當時74塊模擬月壤燒結而成的“月壤磚”隨天舟八號貨運飛船進入中國空間站，開啟為期1年、2年、3年的分階段艙外暴露實驗。此次隨神舟二十一號返回的編號為“R5”的樣品單元，屬于首批完成1年實驗的批次，剩余樣品將繼續在空間站接受更長時間極端環境的考驗，為后續研究積累更全面的數據。
這款“月壤磚”并非直接使用月壤制成，也不是簡單模仿地球磚塊。團隊通過分析嫦娥工程帶回的真實月壤成分，精準配制模擬月壤，再采用熱壓成型工藝燒結而成。其設計初衷是應對月球極端環境——月球表面晝夜溫差可達-190℃至180℃，且長期暴露在宇宙強輻射、微隕石撞擊的真空環境中。普通地球建筑材料在這種條件下會迅速出現開裂、強度衰減等問題，而“月壤磚”的核心使命，是驗證人類能否利用月球表面最易獲取的資源，建造出穩定耐用的月球基地設施。
從交接現場披露的信息來看，返回的“月壤磚”外觀與結構穩定，未出現肉眼可見的開裂、變形或表面剝落。這一結果超出預期：在空間站400公里軌道環境中，樣品需承受與月球相似的強輻射（年輻射劑量約為地球表面的200倍）、極端溫差循環（每日經歷16次晝夜交替，溫差變化速率遠超月球），以及微隕石撞擊風險。“月壤磚”能保持結構完整，證明其燒結工藝與材料配比已具備抵御太空惡劣環境的基礎能力。團隊成員周誠教授解釋：“我們在研制時特別優化了模擬月壤的礦物成分比例，通過調整鈣長石、輝石等月球常見礦物的含量，提升磚塊的熱穩定性。此次無明顯損傷，說明材料的熱膨脹系數與抗沖擊性能達到了設計目標。”
雖然外觀無明顯變化，但“月壤磚”的核心性能變化需通過后續實驗室精密檢測確認。研究團隊已制定詳細的“天地對比研究”方案，重點圍繞三大維度展開分析：力學性能方面，通過抗壓強度測試，對比實驗前后“月壤磚”的承載能力變化。此前數據顯示，其地面抗壓強度是普通紅磚、混凝土磚的3倍以上，1平方厘米可承受10余噸重量（相當于指甲蓋大小的面積托起6~7輛小汽車）。若太空暴露后強度衰減率低于5%，則證明其能滿足月球基地墻體、地基等核心結構的力學需求；熱學性能方面，利用差示掃描量熱儀，分析“月壤磚”在極端溫差下的導熱系數、比熱容變化。月球基地需依靠建筑材料實現溫度調控，若“月壤磚”仍能保持低導熱性，未來可減少月球基地的溫控系統能耗，降低建設成本；抗輻射性能方面，通過檢測磚塊內部礦物晶體結構變化，判斷宇宙輻射是否導致材料出現“輻射老化”。月球無大氣層保護，長期輻射可能改變材料化學性質，若“月壤磚”晶體結構穩定，則能為航天員提供安全的輻射屏蔽屏障。這些數據將直接用于推演“月壤磚”在月面環境下的長效服役行為，例如經歷10年、20年月球環境后，其性能衰減曲線如何，是否需要定期維護或更換，這些答案將為后續月球基地設計提供核心科學依據。
此次返回的“月壤磚”采用中國傳統建筑中的榫卯結構設計，無需額外粘合劑即可實現緊密拼接。從太空實驗的角度來看，這種結構在無重力、溫差劇烈的環境中，能有效緩沖材料熱脹冷縮產生的應力，避免拼接處出現縫隙。交接現場模擬拼裝測試顯示，經歷一年太空環境后，“月壤磚”的榫卯接口仍能保持精準咬合，拼接誤差控制在0.1毫米以內。這意味著未來在月球上，機器人可直接利用這種磚塊快速搭建基地模塊，無需航天員進行復雜的現場調整。
“月壤磚”順利返回，不僅驗證了材料性能，更打通了“月球基建”的關鍵技術鏈路。從長遠來看，其價值體現在多個方面。在資源利用方面，若未來能在月球就地取材制作“月壤磚”，將大幅降低航天運輸成本。據測算，從地球向月球運送1公斤物資成本約20萬美元，而利用月球本土月壤制作建筑材料，可將基地建設成本降低90%以上。目前團隊已研發出基于太陽能的月壤燒結設備，利用聚光反射鏡聚焦1500℃以上高溫，可直接熔融月壤粉末，未來計劃通過嫦娥八號任務，在月球表面開展實地制磚試驗。
在航天工程協同方面，此次實驗也為后續任務積累了經驗。剩余“月壤磚”將繼續接受2年、3年的太空暴露，未來可通過可重復使用的昊龍航天飛機、輕舟貨運飛船等新型運輸工具返回地球，形成“實驗-返回-優化”的閉環。同時，“月壤磚”的研究數據也將為嫦娥七號、八號任務提供支撐。嫦娥八號計劃在2028年前后發射，搭載作業機器人在月球表面開展“月壤磚”拼接試驗，打造人類首個月球原位建造的小型試驗基地。
在國際合作方面，目前我國主導的月球國際科研站已吸引多個國家參與，“月壤磚”技術作為月面建造的核心技術之一，未來可能成為國際合作的重要載體。例如，不同國家可共同參與“月壤磚”的性能優化、設備研發，推動全球航天界形成“月球基建”的統一技術標準。
