“中國超級泥瓦匠”要到月球建房子

月面建造面臨各種極端環境挑戰，需要一個聰明強大的機器人來完成砌筑和拼裝工作，它被稱為“中國超級泥瓦匠”。專家預測，2028年前后，“中國超級泥瓦匠”將登月采用原位建造方式制備月球磚，用來搭建月面基地。

萬丈高樓平地起，即便在月球上建房子，一樣需要一塊塊磚壘起來。月球上的第一塊磚如何制備出來？4月8日，國內百名專家學者匯聚在華中科技大學，召開了首屆地外建造學術研討會，討論了相關問題。

為何要到月球建房子

“中國人將在月球上建造月面基地，這不僅是前人沒有過的壯舉，也是全球其他國家沒有建設過的。”國家數字建造技術創新中心首席科學家丁烈云說。

中國探月工程四期總設計師于登云從兩個方面分析推進“月面建造”的必要性：一是國際發展態勢使然。2020年10月13日，美國聯合七國簽訂阿爾忒彌斯協議，開發利用地外資源，月面建造已是各國月球探測與開發利用必須面對的基本課題；二是中國探月工程的需要。中國探月工程已完成一至三期，探月四期工程目前正在穩步推進中。嫦娥六號擬于2025年前后發射，并在月球背面軟著陸，開展著陸區的現場調查分析與月背首次無人采樣返回任務，將獲取世界首份月球背面月壤樣品。嫦娥七號將于2026年前后發射，包括月球軌道器、著陸器、巡視器及飛躍器等，著陸區選址在月球南緯85°以上的南極-艾特肯盆地區域，擬實現對極區永久陰影坑水冰原位證認等科學目標。嫦娥八號擬于2028年前后發射，擬開展月球資源原位利用及關鍵技術先導驗證，可與嫦娥七號組成我國月球南極的科研站基本型。月面建造相關技術的突破，將支撐我國最終實現長期駐月的夢想。

如何設計施工

目前，國家數字建造技術創新中心圍繞地外建造開展了三項研究工作，分別是玄武月球基地的星際樂高拼裝建造、月壺尊建筑3D打印建造和月面著陸墊建造。

丁烈云介紹，過去農村建房子都是先燒磚，然后再砌墻，這個可以借鑒到月面建房。未來，我們或用高能束3D打印技術制造出一個個砌塊，然后再像搭積木一樣在月球上建房子。月壺尊是雙層的穹頂結構，涉及12個設計參數，滿足空間最大、應力最低、保溫隔熱的要求，而且自重小、用的材料少。航天器在月球表面著陸有尾焰，容易濺起月塵，在真空環境很難沉下去，需要月面著陸墊來避免月塵的產生。專家通過研究發現，著陸墊不是越厚越好，超過8厘米會對結構性能造成影響。

丁烈云指出，和傳統建造不一樣，地外建造需要面對更加復雜的問題和挑戰。以月球為例，在月球上建房，首先必須克服極端環境的考驗。比如月球處于超高真空環境，并且存在三四百攝氏度的大溫變，傳統的土木建造方式幾乎無法實施，結構穩定性也無法保證。其次，運輸一瓶礦泉水重量的材料去月球要花費20萬美元，高昂的成本意味著建房所需的鋼筋、混凝土、水等材料不可能都從地球帶，要盡可能利用月球上的天然月壤進行原位建造。最后，每年約1000次2至3級的月震、宇宙射線的強輻射、太陽風和微隕石沖擊以及月面復雜形貌與地質等，都讓月面原位建造成為極端復雜且涉及多學科交叉的超級工程。

丁烈云提出的“燒結制磚技術”，無疑是月面資源自給自足的重要手段之一。他表示，我們可以在月球上就地取材，利用月壤燒結出帶有榫卯結構的月壤磚，再進行拼裝建造。月表最低溫度為零下196℃、最高氣溫為120℃，月壤磚能不能承受月表環境一個循環（14天月晝和14天月夜）的考驗是關鍵。目前，研究團隊已用真空燒結、惰性氣體燒結、空氣燒結三種方式制出了模擬月壤磚。其中，在惰性氣體中燒結強度最高。

施工工人是誰

丁烈云表示，月面建造面臨各種極端環境挑戰，這需要一個聰明強大的機器人來完成砌筑和拼裝工作，這個機器人被稱為“中國超級泥瓦匠”。目前，“中國超級泥瓦匠”的雛形——月蜘蛛打印機器人正在設計中。該機器人體重在50千克以內，很像一臺桌面打印機，能夠打印與拼裝出幾米高的建筑物。未來經過原理樣機的研發，完全可以成為真正的“中國超級泥瓦匠”。據預測，2028年前后，“中國超級泥瓦匠”將登月采用原位建造方式制備月球磚，用來搭建月面基地。

國家數字建造技術創新中心的周誠教授表示，希望“中國超級泥瓦匠”搭載嫦娥八號進行技術驗證。

中國載人航天工程總設計師周建平描繪了2030年前把中國人送上月球的場景：首先用新一代火箭發射著落器到月球軌道，然后發射載人飛船到月球軌道和著落器對接，航天員從載人飛船進入著落器，著落器落月后航天員出艙，駕駛月球車進行科學考察。航天員完成任務后回到著落器，乘上升器回到月球軌道與載人飛船對接，載人飛船返回地球。

有人好奇，古人的嫦娥奔月會不會在中國人首次登月便成為現實？周建平說，暫時沒有辦法回答登月者是男是女，但航天員是最合適的人選。另外，派什么人去和登月任務有關，可能是地質學家，也可能是建筑工程師。

周建平還表示，目前，空間站水資源完全實現了自給自足，但這在月球上是遠遠不夠的，原位建造和原位制造是一個繞不開的路徑。

（《長江日報》）