“月壤砖”是未来可能用于月球盖房子的建筑材料，比普通混凝土砖要坚硬得多。再过一段时间，这种“月壤砖”就将搭乘“天舟八号”货运飞船飞向中国空间站，到太空去做暴露实验。“月壤砖”跟普通的砖到底有哪些不同？它们为什么要去太空呢？
“月壤砖”：一块不普通的“砖”
能在月球盖房子的“月壤砖”和我们地球的砖一样吗？为了找到“月壤砖”中的秘密，记者来到了它的研制地——华中科技大学国家数字建造技术创新中心。
国家数字建造技术创新中心、华中科技大学教授周诚说：“我手上拿的这两块砖叫模拟‘月壤砖’，它的成分是通过模仿真实月壤的成分，然后去烧结形成的模拟‘月壤砖’。”
日常生活中的建筑用砖一般有红砖、青砖以及混凝土砖，这些“月壤砖”拿起来密度与普通砖块相当，但它的抗压强度却是普通红砖、混凝土砖的3倍以上，相当于1平方厘米的面积上能承受1吨多的重量。
周诚介绍：“模拟‘月壤砖’的强度比地球上用的红砖、青砖等要高很多，我们看到的这两块砖呈现的是榫卯结构，有利于在未来的月球基地的建造过程中，我们采用这样的结构形式进行拼装建造。”
太空之旅验证“月壤砖”三大关键性能
“月壤砖”为什么要搭乘“天舟八号”前往中国空间站？“月壤砖”需要经受住怎样的考验才能肩负起月球盖房子的重任呢？专家告诉记者，“月壤砖”的太空之旅有三大关键性能要验证。
要在月面盖房子，首先就会遭遇温度剧烈变化的挑战，月昼温度超过180℃，月夜又到-190℃。此外，因为没有大气保护，大量宇宙辐射和许多微陨石会撞击到月球表面，同时还有震动频率高的月震，这些都会对月面建筑材料的力学性能、热学性能和抗辐射性能提出苛刻要求。
为了搞清楚“月壤砖”能不能胜任月球造房子的任务，近日，“月壤砖”就要搭乘“天舟八号”货运飞船前往中国空间站。在完成太空实验后，第一块“月壤砖”预计将在2025年年底返回地球。
周诚介绍，验证“月壤砖”三大关键性能包括：
“月壤砖”的力学性能。因为这和建房子关系最大，就是样品的力学性能会不会退化。
“月壤砖”的热学性能的变化。希望知道它的保温和隔热的性能怎么样。
辐射作用对“月壤砖”的影响。因为月球是真空的环境，所以有大量的宇宙辐射，希望了解在宇宙辐射的作用下，“月壤砖”在月球上能不能经受得住。
实验室揭秘“月壤砖”如何炼成
月球表面复杂的环境对“月壤砖”的性能提出了极高的要求，“月壤砖”又是怎么炼成的呢？
周诚介绍，采用真空热压烧结的方式形成的“月壤砖”，整个过程大概分为三个步骤。第一个步骤，需要把模拟月壤进行称重，称重之后按照重量放入模具中，但月壤是非常松散的，需要在模具的容器里面进行压制。
工程师操作的就是让它能够均匀地施压，然后形成有效的一个坯体。压力施加完毕后，工程师会把压制成型的、带有模拟月壤的模具放到真空热压炉中，然后加上隔热的一些设施。锁上整个真空实验装置以后，就可以把它升温烧结。
科研人员用实验室模拟出的月壤材料就类似地球土壤一样，是分散的，他们需要通过高温进行烧制，比如采用电磁感应烧结炉可以在10分钟左右将温度加热至1000℃以上，“月壤砖”就烧制完成了。
周诚说：“这个过程中是没有任何其他的材料添加物的，所以它是100%原位成型工艺方法，这也是在未来月球基地建造中的一个非常有潜力的建造方式。”
太空实验助力“月壤砖”研究闯难关
在介绍“月壤砖”制作流程时，科研人员提到了一个词——原位成型工艺方法，也就是说，将来我们建设月球科研站，可以在月球上就地取材，直接利用月壤、太阳能、矿产等月面原位资源来盖房子，不需要再从地球上运输预制建筑构件。这样的方式能够极大地降低月面建造的成本。这些模拟“月壤砖”将在太空暴露实验后，为将来真的到月球上盖房子积累科研数据，从而优化实际方案。
周诚说：“这就是马上要跟随‘天舟八号’货运飞船在空间站当中去做暴露实验的样品。这些都是模拟月壤烧结的样品，一共分为3块样品板，实际上我们设计的整个暴露时间是3年，所以每隔一年我们会下行一块样品板，带着在空间站暴露之后的样品返回地球，然后再来做相关的实验。”
为了充分利用上太空实测的珍贵机会，研究团队将带到中国空间站的“月壤砖”设计为柱状和片状两种形态：
柱状“月壤砖”主要用于力学测试；
暴露面积较大的片状“月壤砖”则用于热学和辐射效应测试。
除了形态不同，这些“月壤砖”还使用了5种不同的模拟月壤成分、3种不同的烧结工艺，为后续月球基地的建设可以提供更准确的科研数据。
“这里面的5种不同成分，有模拟月海的，也就是‘嫦娥五号’落地（月）的地方，那一种以玄武岩为主的模拟月壤的成分。也有将来为‘嫦娥八号’包括‘嫦娥七号’落地在高地的月壤成分，主要是以斜长岩为主。”周诚说，“和地球一样，东北的土是黑土，西北的土是黄土。月球上也是一样，不同位置、不同区域的土壤颗粒成分不一样。我们主要了解在不同的成型工艺下，在空间站的环境中，它的退化规律。因为有了退化规律，我们才能对材料选择、工艺的优化提供很好的科学依据。”
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