中国月壤砖将进行太空测试!美国几十年却研发不出?(图)

近年来中国在太空领域的发展十分神速，除了独立建成空间站的计划外，我们已经公布了要在2028年到2035年左右，具体实施“月球科研站”建设的有关计划。但月球科研站到底采用什么样的建筑材料，外界一直知之甚少。这个问题，也一直是让各国科学界都头疼的问题。最近，中央电视台播出了一段视频令人振奋，科研人员拿着我国最新研制的月壤砖，大方公开对外展示。根据介绍，这些造型非常独特的砖头，未来会成为我国建设月球科研站和月球基地的主要材料之一，这将解决困扰我国乃至全球的一个大问题。


▲月球基地想象图，图片来源：网络 中国月壤砖全名“模拟月壤砖”，是我国科学家根据月球土壤分析得到的成分配比，仿制其成分和配比，制造的一种与月球土壤成分十分类似的人造砖。根据华中科技大学教授周诚的介绍，我国先前得到了月球土壤，然后分析了内部的成分。在实验室中，中国科学家模拟了配比了月壤，然后使用了各种方法用它们制造建筑材料。最后得到的结论是，使用“原位成型工艺”+“高温烧制”的模拟月壤砖，最具有可用性。 这种方法制造的砖头，密度与普通的土砖相当。在同样的体积下，这种月壤砖的重量不会和普通土砖有太大的出入。月壤砖使用电磁感应烧结炉作为主要的生产工具，这种炉子在1000摄氏度左右的高温下，10分钟左右便可以把月壤砖烧制完成。中国设计的月壤砖，采用了我国古代传统建筑中非常常见的榫卯结构，这被称为“月面拓扑互锁”结构。一块儿完整的月壤砖由两个部件组成，榫卯在一起之后，强度还会大大增加。加上月球土壤成分特殊，这样的一块砖头，是普通砖头硬度的3倍左右。根据地球上的测试结果，月壤砖每一平方厘米面积就能够最多承受一吨多的压力，这证明它们绝对有潜力，用来在月球上建设高大的建筑物。


▲月壤砖，图片来源：网络 目前，我国科学家开发的月壤砖一共有不同的5种成分配方，这是因为在月球的不同地理位置处，土壤的成分配比也是不完全相同的。为了尽可能的让国产月壤砖具备最高的适应能力，我国开发的月壤砖，尽可能的考虑到了月球上适合建设基地的重点地区，方便日后就地取材进行生产。 在具体的工艺上，先期我们一共尝试了3种不同的制造工艺，但最终确认只有现有这种方式最为适合。月壤砖的诞生，意味着日后中国想要在月球上建设基地，就不用大老远的通过火箭，把建筑材料从地球搬到月球上了。我们只需要搬过去几个高温烧炉，就可以在月球上原地取材，制造建筑材料。这些砖头之间，又可以像拼乐高积木一样，完成房屋的搭建，大大提升月球建筑工地原材料的获取能力和基地的建设速度。话虽如此，这种月亮砖目前还并没有经过更为专业详尽的测试，预计这种砖头将会乘坐天舟八号飞船前往空间站，完成所有测试。


▲月壤砖，图片来源：网络 天舟八号是中国的一艘货运飞船，长10.6米，宽3.35米，总发射质量为14吨，预计在2024年就可完成发射。它将在长征七号运载火箭的助力下，前往中国的空间站，与天和核心舱对接。天舟八号这次的携带的载荷中，除了给空间站人员的给养之外，就包括了这种最新研发的月壤砖。前文曾提到，这种砖头未来可能会像乐高积木一样被使用，所以除了榫卯的方形之外，还有圆柱形砖。当然这些造型肯定不够用，只要通过了一系列测试，日后还可以根据需要改造。至于具体的测试工作，除了考察其强度之外，还要考虑月球温度变化、辐射等因素，对砖头可能造成的负面影响。


▲天舟八号CG图，图片来源：网络 毕竟在月球上，白天的温度可能超过180度，晚上又会降到零下190度，整体昼夜温差能够达到370度，变化之大，远非地球能比。加上没有大气保护，宇宙中的各种辐射、微小的陨石撞击、地震，都可能会冲击到在月球上建成的人类基地，所以人类在月球上建设的各种建筑物，能不能经受得起考验，就全仰仗这些原材料的性能到底行不行了。虽然在地球环境下，这些砖头已经经历过了各种各样的测试，但在真实的太空环境中，他们的表现到底如何所有人都没底。在没有经历足够考验的情况下，贸然采用它们建设月球基地将冒很大的风险，所以我们才要把它们放在空间站上接受考验。中国月壤砖的所有测试全部完成，预计需要3年左右。因此我国的月球科研基地建设计划，估计最快也要到2027年以后才能开始实施。


▲嫦娥五号带回的月球土壤，图片来源：网络 即便如此，中国开发月壤砖的速度也是相当惊人的。2020年，中国的嫦娥五号飞往月球，降落在了月球正面吕姆克陨石坑，成功完成软着陆。完成一系列任务后，最终嫦娥五号带回了大量月球土壤，总共1731克。中国国家航天局为交接月球样本，举行了极为隆重的仪式。中国拿到这些珍贵的月球土壤之后，美国甚至不惜放下面子，问中国索要，希望能得到的一两克。 我们都知道，50多年前，美国的“阿波罗”计划实施以后，陆陆续续已经带回了382公斤的月球土壤。这些月球土壤不仅量大，而且来源区域也相当广泛，总共包含了6个月球的中低纬度地区。美国拥有大量的月球土壤，但是在1978年前后中美建交时，美国也只是赠送给了中国1克。由于当时中国无法登月，所以仅拿出了其中的0.5克用于科学研究。几十年来，我国对月球土壤的分析和研究并没有取得太大的进展，也没有开发出月壤砖，归根结底还是手上的样本太少。


▲中国嫦娥五号带回的月球土壤的地区不在“阿波罗”计划覆盖范围内，图片来源：网络 这次中国独立获得了月球土壤样本，不仅彻底解决了之前月壤数量不足的问题，而且中国采集月球土壤的区域，历次的美国“阿波罗”登月都没有涉足到，所以美国不可能不对中国的月球土壤感兴趣。美国先于中国完成对月球土壤样本的采集，但却没有在起点这么高的条件下，首先研发出月壤砖，属实令人疑惑。有说法认为，美国几十年前“阿波罗”计划所取得的月球土壤根本就是假的，就连美国赠送给中国的那1克是不是真的，现在看来也得打个问号。 美国没有研发月壤砖的原因成疑，但答案或许已经不重要了。现在中国的月壤砖已经诞生，唯独还需要在真实环境下接受考验，进行改进。月壤砖要在实际的太空环境中，表现出足够优异的性能，未来才可能被用在月球上。总之可以肯定的是，中国现在离建设月球基地的目标，已经是越来越近了。