从 1969 年阿姆斯特朗踏上月球的第一步,到如今各国竞相布局月球基地,人类对这片近邻天体的探索早已超越 “打卡式” 探测,迈向了 “定居式” 开发。在这场深空基建的竞赛中,中国以一系列突破性成果占据了先机 —— 首台月壤打砖机的问世,不仅让 “用月球的土盖月球的房” 从科幻走向现实,更勾勒出人类在月球长期驻留的清晰路径。
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“就地取材”:破解月球基建的世纪难题
在地球建造房屋,“就地取材” 是亘古不变的智慧;而在月球,这一智慧被赋予了全新的技术内涵。月球与地球的平均距离约 38 万公里,将 1 公斤物资从地球送往月球的成本高达 10 万美元,相当于一辆豪车的价格。若依赖地球运输建材,建设月球基地的成本将是天文数字。因此,能否利用月球本土资源生产建材,成为制约月球驻留的核心瓶颈。
中国科研团队给出的答案,藏在一台重量不到 50 公斤的设备里 —— 月壤打砖机。这台设备的核心逻辑,是将月球表面无处不在的月壤转化为建筑材料。月球表层 12 米厚的土壤中,含有二氧化硅、氧化铝等成分,这些在极端温差(-170℃至 110℃)和强辐射环境中形成的颗粒,虽锋利如刀片,却在高温下能熔融成稳定结构。正是抓住这一特性,中国科研人员研发出了全球首台能在月球 “就地造砖” 的设备。
早在天舟八号任务中,中国就已将首批月壤砖送上空间站,交由神舟二十号乘组在 2025 年 10 月带回地球。这些样品在太空完成了热力学性能、辐射耐受性等关键测试,为后续月球实地应用奠定了基础。而此次亮相的月壤打砖机,更是将实验室成果推向工程化的关键一步 —— 它不仅能批量生产建材,更实现了能源与材料的 “双就地利用”,彻底摆脱了对地球补给的依赖。
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3000 倍太阳光的 “魔法”:月壤打砖机的技术密码
让月壤从松散颗粒变成坚固砖块,核心在于 “高温熔融”。但在没有电网的月球,如何获取熔融所需的巨量能量?中国科研团队的方案堪称 “借力打力”—— 驾驭月球上最丰富的能源:太阳光。
月壤打砖机的心脏,是一套精密的聚光与追踪系统。它通过抛物面反射镜追踪太阳轨迹,将分散的太阳光汇聚成能量密度达 3000 倍的强光,再通过光纤柔性传输至月壤表面。这种 “光聚焦” 技术,如同在月球上架起无数个巨型 “放大镜”,能在月壤表层瞬间形成 1400-1600℃的高温,使其熔融成可塑性 “面团”。随后,配合 3D 打印模块或特制模具,这些熔融物可被塑造成 10 厘米见方、5 厘米厚的标准砖块,其抗压强度达 30MPa,远超地球普通建材,足以抵御月球极端环境的考验。
在地球实验室中,科研人员用模拟月壤(复刻真实月壤成分)完成了数百次试验。由于地球缺乏月球的直射阳光,他们改用太阳模拟器复刻 3000 倍太阳光环境,验证了设备在真空、温差 300℃条件下的稳定性。值得一提的是,除了太阳能聚焦,中国团队还开发了微波烧结、硫磺固化等多元技术路径:微波烧结能在真空环境中精准控制加热范围,硫磺固化则巧妙利用月球可能存在的硫元素作为黏合剂,进一步提升了 “就地取材” 的灵活性。
这种多技术路径并行的思路,正是中国深空探测的鲜明特色。正如深空探测实验室工程师杨洪伦所说:“能量来自月球,材料来自月球,设备本身也将由探测器送抵月球 —— 这才是真正的‘月球制造’。”
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熔岩管里的 “广寒宫”:月球基地的天然优选
有了砖瓦,月球房子该建在哪里?中国科研团队将目光投向了月球表面一种特殊的地质结构 —— 熔岩管。这些由远古火山活动形成的天然洞穴,是月球基地的理想选址。
与暴露在表面的陨石坑不同,月球熔岩管内部温度稳定在 - 20℃至 30℃,仅为地表温差的 1/6,能大幅降低建筑的温控能耗;其顶部厚厚的月壤层,可天然屏蔽 90% 以上的宇宙辐射,为航天员提供安全屏障;更重要的是,部分熔岩管被推测可能封存着水冰,这对解决月球驻留的水源问题至关重要。此前,美国月球轨道器曾观测到月球马里乌斯丘陵地区存在长度超 40 公里的熔岩管,这类结构已被纳入中国月球基地的候选区域。
除了选址智慧,月球基地的功能设计同样暗藏巧思。月壤砖不仅是建筑材料,其多孔结构还能起到隔热、隔音作用,配合相变储能温控系统,可将基地内部能耗降至传统方案的 1/5。未来,这些砖块可能被用于搭建居住舱、科研站、能源站,甚至铺设月球表面的交通道路。而基地的能源供应,将通过太阳能电池板与氦 - 3 发电系统结合实现 —— 中国团队已研发出 “破碎法”,能在常温下从月壤中提取以气泡形式存在的氦 - 3(一种高效清洁能源),为月球基地提供长期动力。
04
从探测到定居:中国深空探测的系统布局
月壤打砖机的突破,只是中国月球计划的冰山一角。从嫦娥五号、六号的采样返回,到氦 - 3 开采技术的创新,再到国际月球科研站的推进,中国正以 “多线并行” 的节奏构建深空探测体系。
按照规划,2028 年前后发射的嫦娥八号,将成为首台月壤打砖机的 “月球专车”。它将携带设备在月球表面完成实地制砖试验,验证技术在真实月球环境中的可靠性。与此同时,嫦娥七号将携带国际合作载荷,对月球南极的水冰分布进行详查,为基地选址提供数据支撑。这两项任务的成果,将直接服务于 2030 年代初国际月球科研站的建设。
更深层的布局在于 “原位资源利用” 技术的全面突破。除了月壤制砖,中国团队已在月壤提取水冰、氦 - 3 开采等领域取得进展:“破碎法” 提取氦 - 3 无需高温加热,可在常温下通过机械破碎获取;水冰提取则计划利用太阳能加热月壤,使其释放结晶水。这些技术的成熟,将让月球从 “探测目标” 转变为 “资源宝库”,为地月经济圈的形成奠定基础。
正如中国工程院院士、深空探测实验室主任吴伟仁所言:“深空探测不是单一任务的线性推进,而是探测、资源利用、基地建设的协同发展。我们既要能‘上去’,也要能‘站住’,更要能‘用好’月球资源。”
05
共筑太空家园:深空探测的国际底色
太空探索从来不是孤军奋战。在月壤打砖机等技术突破的背后,是中国与全球航天界的深度协作。目前,国家航天局已与 17 个国家签署月球科研站政府间合作协议,深空探测实验室则与 60 余个国际科研机构建立合作,共同推进月壤利用、能源系统等关键技术研发。
这种合作体现在具体任务中:嫦娥四号搭载了荷兰低频射电探测器,嫦娥六号携带了法国、意大利的月壤分析设备,即将发射的嫦娥七号、八号将搭载更多国际载荷。不久前成立的国际深空探测学会,更成为全球科学家交流的新平台。正如吴伟仁院士所说:“月球是人类共同的疆域,只有联合起来,才能更快实现从‘探月’到‘驻月’的跨越。”
从嫦娥奔月的传说到亲手在月球 “打砖”,中国人用五千年的智慧与实干,将 “广寒宫” 从神话绘成施工图。月壤打砖机的问世,不仅标志着月球基建进入实操阶段,更预示着人类向深空定居迈出了关键一步。未来,随着嫦娥系列、天问系列任务的推进,或许用不了多久,我们就能看到月球熔岩管里升起第一缕属于人类基地的灯光 —— 那将是人类文明在宇宙中点亮的又一盏明灯。