2025年11月,随着神舟二十一号飞船顺利返回地球,编号R5样品单元的34块月壤砖在历经一年太空遨游后凯旋。

在月球搭积木
这批总重约1000克的特殊建材,经检测状态良好,成功经受住了空间辐射、大温差等极端环境的考验,标志着人类在月球建造领域迈出了关键一步。
月壤砖的设想并非偶然,它的诞生源于月球基地建设的现实需求,即星际运输成本高得惊人,运送一瓶矿泉水重量的材料到月球需花费20万美元,这使得“就地取材”成为地外建造的最划算的选择。
早在2015年,中国工程院丁烈云院士就敏锐意识到3D打印技术在极端环境下的独特价值,而月球作为最接近地球的地外极端环境,成为智能建造技术的理想试验场。
2021年底,科技部将“轻量化可重构月面建造方法研究”列入重点研发计划,华中科技大学作为首席科学家单位牵头攻关,最终勾勒出以月壤砖为核心的月球基地建设蓝图。未来的月球科考站将以“月壶尊”为原型,这座外形酷似鸡蛋壳的建筑没有传统承重的四梁八柱,采用内外双层加肋结构设计,通过榫卯结构的月壤砖拼装而成,适应月球特殊环境。未来,“月壶尊”就能靠机器人像搭积木一样用月壤砖拼起来。
用月球的土盖月球的房
月壤砖是专为月球基地建造研发的新型建筑材料,以模拟月壤或真实月壤为原料,采用热压烧结、电磁感应烧结和微波烧结三种工艺制成。
其中,采用真空热压烧结的方式形成的“月壤砖”,首先要把模拟月壤进行称重,称重之后按照重量放入模具中进行压制。
压力施加完毕后,工程师会把压制成型的、带有模拟月壤的模具放到真空热压炉中,然后加上隔热设施,锁上真空实验装置以后,就可以把它升温烧结。
2025年7月,我国首台月壤打砖机在深空探测实验室研制成功,该设备通过跟踪机构追日聚光,可在月球表面直接将月壤熔融成型,并能生产不同规格的月壤砖。
深空探测实验室未来技术院工程师杨洪伦解释道,“利用一个跟踪机构追着太阳走,跟完太阳之后就通过类似于抛物面的东西把太阳光汇聚在一个点上。光照射在月壤表面,光很强的话,月壤就会发热,就会熔融,这个能量比室外的太阳更强,达到3000倍。”
月壤砖最突出的特点是榫卯结构设计和超高强度,其密度与普通砖块相当,但抗压强度达到普通红砖、混凝土砖的三倍以上,每平方厘米可承受超1吨重量,足以满足月球建筑的结构需求。
为全面验证其性能,2024年9月,模拟月壤砖试块随天舟八号货运飞船进入中国空间站,开展为期1年、2年、3年的舱外暴露实验,首批样品的顺利返回为技术优化提供了关键数据支撑。
“广寒宫”不是梦
月球极端的自然环境,对月壤砖提出了前所未有的严苛考验。
首先是剧烈的温差挑战,月昼温度超过180℃,月夜则降至-190℃,温差高达370℃,要求材料具备极强的热稳定性;其次是宇宙辐射与微陨石撞击,月球无大气保护,长期暴露在高能辐射和星际碎片冲击下,材料的抗辐射性和结构完整性至关重要;此外,月球重力仅为地球的1/6,每年约1000次的2级—3级月震,以及真空环境下的散热规律变化,都对月壤砖的力学性能、热学性能提出了更高要求。
从首批返回的样品检测结果来看,月壤砖表现优异:不仅没有出现陨石冲击造成的坑洞等明显缺陷,其核心性能也保持稳定,仅颜色较上行前略有变浅。
科研人员通过天地同步实验,正在深入研究月壤砖在空间高低温循环、质子粒子辐照下的性能演化规律,以此推演其在月球环境下的长效服役行为。
未来,嫦娥八号任务计划于2028年前后尝试使用3D打印技术实施月球原位制造月壤砖,月球基地建设将分阶段推进:初期使用小型标准砖进行试验性建造,后期逐步应用大规格异形砖完成永久性结构建设。
借助“月蜘蛛”砌筑拼装机器人等设备,这些月壤砖将被像“搭积木”一样精准组装,实现中国传统匠人智慧与现代科技的完美融合。随着技术的不断成熟,“用月球的土,建月球的房”将从设想变为现实,一块块小小的月壤砖,终将构筑起人类在月球上的“广寒宫”,为国际月球科研站建设奠定坚实基础。









中国品牌网
中国品牌杂志微信公众号