2025年4月24日是第十個“中國航天日”，今年也恰是中國探月工程的20周年。4月初，國家博物館舉辦了“九天攬?jiān)?mdash;—中國探月工程20年”展覽，中國工程院院士、中國探月工程總設(shè)計師、深空探測實(shí)驗(yàn)室主任吳偉仁現(xiàn)場透露，嫦娥八號的重要任務(wù)就是驗(yàn)證如何在月球上蓋房子。而位于安徽合肥的深空探測實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的“月壤打磚機(jī)”原理樣機(jī)，則將助力人類探索在月球上造磚蓋房。
就地取材在月球蓋房
在月球上打磚、蓋房子，你有想過嗎？這正是眼下中國科學(xué)家們正在研究的項(xiàng)目。今年4月1日，中國工程院院士、中國探月工程總設(shè)計師、深空探測實(shí)驗(yàn)室主任吳偉仁在國家博物館“九天攬?jiān)?mdash;—中國探月工程20年”展覽上就表示，預(yù)計2028年前后發(fā)射的嫦娥八號，計劃在月球的南極區(qū)域著陸。除了要在月球上建立通信系統(tǒng)和能源系統(tǒng)，它最重要的任務(wù)就是要驗(yàn)證在月球上如何就地取材蓋房子。
據(jù)吳偉仁介紹，中國現(xiàn)已研制世界上第一臺月壤打磚的機(jī)器，無需從地球帶水及其他添加配料，就可以在月球上完全就地取材，打磚蓋房。
“月壤打磚機(jī)”長什么樣？在位于安徽合肥的深空探測實(shí)驗(yàn)室里，就有我國自主研制的國際首臺原理樣機(jī)——月壤原位3D打印系統(tǒng)。記者看到，“月壤打磚機(jī)”主要由光學(xué)聚光模塊和成型制造模塊組成。乍一看，好像電腦旁邊放置了一臺“大鍋蓋”式樣的信號接收器?？蒲腥藛T介紹，“月壤打磚機(jī)”主要由光學(xué)聚光模塊和成型制造模塊組成。
據(jù)介紹，“月壤打磚機(jī)”的工作原理就是通過拋物面反射鏡實(shí)現(xiàn)太陽能的高倍匯聚，并通過光纖束進(jìn)行能量傳輸，把太陽能傳輸?shù)皆氯郎先?。通過匯聚太陽光，能產(chǎn)生1300℃以上的高溫熔化月壤。值得一提的是，光纖束是柔性的，所以光纖束的末端可以自由移動，這樣不僅可以打磚，還能進(jìn)行自定義設(shè)計。
而后，3D打印技術(shù)會如同一位技藝高超的陶藝師，將滾燙的熔融物塑造成不同規(guī)格的磚塊，從而實(shí)現(xiàn)月壤任意形狀的成型制造。
用月壤作為唯一原材料制出的磚塊，可用于月面鋪路、建房，支撐月球科研站研制建設(shè)。據(jù)介紹，“月壤打磚機(jī)”原理樣機(jī)的成功研制，不僅驗(yàn)證了月面能源捕獲、月壤物質(zhì)提取轉(zhuǎn)化等一系列關(guān)鍵技術(shù)，而且為后續(xù)的月面能源系統(tǒng)構(gòu)建和月面基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
在研發(fā)過程中，科研人員們也遇到了不少技術(shù)難題。如在月面低太陽高度角和能源受限等極端環(huán)境的約束下，如何實(shí)現(xiàn)太陽的匯聚和月壤成型制造？光是針對太陽能激光，科研人員們就驗(yàn)證了多種聚光路線。此外，月球上不同區(qū)域的月壤性質(zhì)也不同，如何讓打磚機(jī)適應(yīng)不同的月壤？科研人員們在地球上模擬了月海玄武巖、高低斜長巖等多種模擬月壤物質(zhì)，歷經(jīng)了成百上千次驗(yàn)證才實(shí)現(xiàn)了樣機(jī)的迭代升級。
地外資源開發(fā)利用技術(shù)研討會將在合肥舉行
為面向世界航天科技前沿和國家航天強(qiáng)國戰(zhàn)略需求，圍繞深空探測領(lǐng)域國家重大科技工程和國際大科學(xué)計劃，開展戰(zhàn)略性、前瞻性、基礎(chǔ)性研究，早在2022年2月25日，深空探測實(shí)驗(yàn)室在合肥正式揭牌，由國家航天局、安徽省、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)三方共建。
落戶合肥三年有余，深空探測實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)步推進(jìn)實(shí)施嫦娥七號、嫦娥八號，以及天問二號、天問三號、天問四號等工程任務(wù)，研制通導(dǎo)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“天都一號”和“天都二號”并成功發(fā)射。
仰望星空，深空探測實(shí)驗(yàn)室今年對外有哪些動作？記者從深空探測實(shí)驗(yàn)室獲悉，4月8日，天問三號任務(wù)第二屆科學(xué)與應(yīng)用會議在合肥舉行，來自國內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)、高等院校以及商業(yè)航天公司等50余家單位的200余位專家學(xué)者參會，共同研究火星生命痕跡綜合分析技術(shù)的開發(fā)。
值得期待的是，今年7月，一場關(guān)于地外資源開發(fā)利用技術(shù)的研討會也將在合肥舉行。屆時，圍繞國際月球科研站等深空探測重大工程任務(wù)資源開發(fā)利用面臨的挑戰(zhàn)，聚焦深空資源勘查與行星地質(zhì)科學(xué)、深空資源開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)、深空資源開發(fā)利用重大工程與平臺設(shè)施等三大主題，院士專家、工程研制單位代表和高校院所的學(xué)者們將共聚合肥，研討交流領(lǐng)域戰(zhàn)略規(guī)劃制定、科學(xué)與應(yīng)用目標(biāo)遴選、任務(wù)場景論證、工程方案設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等。
合肥在線-合新聞記者 劉小容
