3D打印盖房子,中国要在月球“安家”了!

中国正以一砖一瓦的步伐,迅速构筑月球建筑的未来蓝图。

作为人类目前唯一成功登陆的地外天体,月球始终是全球科学研究的重点方向。当前,多个航天大国纷纷提出月球中长期驻留的构想,掀起新一轮探月热潮。

然而,在月球上开展原位建造仍面临极端环境的重重挑战:材料来源单一、无液态水、低重力条件,以及昼夜温差高达300℃以上;此外,还有每年约1000次的2—3级月震、强烈的宇宙辐射、崎岖复杂的地貌与地质结构……这一切都使月球建造成为一项真正的“超级工程”。

为了实现这一宏大愿景,早在2004年,中国便正式启动了月球探测工程,并将其命名为“嫦娥工程”,由此拉开了我国迈向月球和深空的序幕。嫦娥工程分为三个阶段:无人探月、载人登月以及建设月球基地。

如今,围绕通过3D打印技术在月球建造基地,国内已有越来越多方案陆续提出,原位建造正从概念走向可行,技术蓝图日渐清晰。接下来,资源库将为大家梳理当前国内围绕“月壤建造”的代表性研究成果与关键技术路径,一窥中国“建月计划”正在如何加速落地。

2023年:北航提出了“月壤砖”概念

月壤砖,是未来可能用于月球盖房子的建筑材料。早在2023年,北京航空航天大学李峰教授指导下,周思齐博士团队通过模拟月壤成功3D打印出样砖。他们研发出两种模拟月壤BH-1和BH-2,并在模拟月表环境中利用碱激发反应制备地聚合物,揭示其硬化机理并完成地面验证。

结合3D打印技术,团队将该材料作为“墨水”打印砖块,探索月面原位自动建造的可行性。项目后续通过嫦娥五号带回的60毫克真实月壤样本进行了实证验证,进一步巩固了其技术路径的可行性。

2024年:华科大推出“月壶尊”构想

华中科技大学同样积极参与月壤砖研究。2024年11月,神舟十九号航天员通过天舟八号将该校研制的3块“月壤砖”送入空间站,开展舱外暴露实验,验证在太空环境下的性能表现。

在此基础上,中国工程院院士丁烈云团队提出了“月壶尊”构想:通过烧结月壤风化层制砖,并由“超级泥工”机器人在月球表面自动建造。“月壶尊”外形如竖立的蛋壳,内部分为上下两层,分别为工作区与休息区,作为月面基地的标准样式。

同时,团队还设想建设“月球玄武基地”,通过烧结出带有榫卯结构的月壤砖,融合传统砌筑工艺与3D打印技术,采用模块化预制与打印连接相结合的方式开展月面建造。

2025年:DSEL全球首发月球“打砖”机

2025年4月,位于安徽合肥的深空探测实验室(DSEL)展示了一台“月壤制砖机”的工作原型。这套系统利用聚焦太阳能熔化月壤,并通过太阳能驱动的3D打印工艺,将其直接转化为可用于建造的砖块,全程无需水或任何粘合剂,体现了资源原位利用(ISRU)的核心理念。

该系统主要由两个模块组成:光学聚焦模块与成型制造模块。其原理是通过大型抛物面镜集中太阳光,并通过光纤传导,使光能在终端聚集超3000倍,产生高达1400至1500°C的高温,从而实现对月壤(风化层)的熔化,最终由自动化3D打印装置成型为砖块。

目前,国内多所高校和科研机构围绕“月球建造”不断提出多元化解决方案。尽管技术路径各有不同,这些研究共同构建了中国月球建设战略的技术矩阵。相比从地球运输笨重建材,通过开发原位资源,走“就地取材”的可持续发展之路更具可行性。

2030年前实现中国载人登月,2035年前建成国际月球科研站基本型,2045年前完成拓展型建设——中国探月计划正稳步推进,一幅关于人类登陆月球、长期驻留的未来图景正徐徐展开。而3D打印技术,正是支撑这一蓝图落地的核心力量。

畅想未来,月球城市正逐步从设想走向现实,而我们这一代人,或许将亲眼见证人类在月球上安家落户的历史时刻。

注:文中部分内容和图片来自CGTN、央视新闻、中新社。

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更新时间:2025-05-09

标签:科技   月球   中国   原位   技术   砖块   嫦娥   蓝图   可行性   未来   基地

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