在探索宇宙的征途中,人类正逐步将目光投向那片遥远而神秘的月球。近日,中国工程院院士、华中科技大学教授丁烈云在接受央视新闻的专访时,详细揭示了团队在月球建造房屋方面的创新方案,其中3D打印技术成为了关键角色。
丁烈云院士介绍,团队不仅提出了多种月球建造方案,还成功研制了月壤砖,这一未来可能用于月球建筑的神奇材料。11月15日,天舟八号货运飞船携带三块月壤砖前往天宫空间站,它们将在太空环境中进行舱外暴露实验,为未来月球建设积累宝贵的科研数据。
月壤砖的研制过程中,丁烈云团队考虑了多种因素和工艺。他们发现,月壤砖的强度主要受矿物成分和烧结方式的影响。为了获取准确的实验结果,团队采用了五种不同的模拟月壤成分和三种不同的烧结工艺,制作了形态各异的月壤砖。
这些月壤砖将在空间站的外部进行暴露实验,经受宇宙射线和极端温差的考验。丁烈云表示,实验将持续一年、两年和三年,通过对比不同时间段内月壤砖的性能变化,来评估其长期稳定性和耐久性。
在谈到月球基地的构想时,丁烈云团队展示了“月壶尊”和月球玄武基地两种设计方案。“月壶尊”外形酷似竖立的鸡蛋壳,分为工作区和休息区。而月球玄武基地则结合了传统制砖砌筑和3D打印技术,采用整体预制拼装和局部打印连接的方式。
丁烈云表示,团队从2015年就开始了对3D打印技术在建筑领域的研究,并将目光投向了月球。他们参考了美国阿波罗计划获得的月球资料,通过模拟和分析,成功研制出了与月壤成分相近的模拟月壤。
在月面建造过程中,团队面临了诸多挑战。月球环境极端恶劣,包括原位材料单一、无液态水、低重力、昼夜温差大等。为了克服这些困难,团队不断探索新的成型方法和建造工艺。他们通过注浆加固法打地基,采用3D打印技术打印结构,并利用气囊放置法固定穹顶。
团队还创造性地提出了利用月壤烧结出带有榫卯结构的月壤砖进行拼装建造的方案。这种方案不仅分散了一次性成型的风险,还提高了建造效率和稳定性。通过机器人砌筑和3D打印加强连接,团队成功避免了结构变形的问题。
丁烈云团队的研究得到了科技部的重点支持,并被列入“轻量化可重构月面建造方法研究”重点研发计划。团队集结了多学科人才,围绕地外建造开展了多项研究工作。他们的努力不仅为月球基地建设提供了技术支持和数据支持,也为人类深空探测事业做出了重要贡献。