嫦娥八号有望月球建“广寒宫” 登月基建需解决哪些难题?

撰文: 孙圣然
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正在研制的“嫦娥八号”有望在月球建起“广寒宫”,那么,若太空人和机械人想登上月球搞基建,需要解决哪些难题?

“月壤砖”正进行中国空间站舱外暴露试验。(央视)
机械人就地取材建设月球基地想象图。(中国航天报)

据《中国航天报》消息,近日,中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁表示,正在研制的“嫦娥八号”有一个重大任务,即研究如何在月球上盖房子。他并透露,中国已研制出世界上第一台“月壤打砖机器”。这些成果使大众又一次对月球基建畅想焕发了热情和憧憬。

事实上,半个世纪以来积累的各国探月经验表明,月球的岩土地质条件与地球存在一定的相似之处,但在地球上搞基建的经验显然不能完全照搬到月球上。有研究指出,月球地下熔岩管将是未来月球基地的理想选址,有望为太空人和设备提供必要的防护,抵御宇宙辐射和微流星体的威胁,甚至有可能保存着古老生命遗迹。

而当前,人类对月球地下熔岩管了解不多,有有必要开展大规模勘探活动,比如出动配备三维成像装置和导航系统的机械人,详细测绘其入口和内部环境。接下来,太空人和机械人需要合理规划利用、改造天然地形,适当“挖洞”,还要选择合适材料填补“缝隙”,完善空间利用率和增压气密性。

“月壤砖”的样品被送上太空站作为期三年的暴露实验。(网上图片)
科研人员在实验室做出的“月壤砖”呈榫卯结构,其抗压力为普通砖头的三倍。(网上图片)
中国建设的月球基地是甚么样,现阶段仍未有定案,大家只能发挥想像。(getty)

不过,地下基地更适合人类在月球生活的早期阶段,而生理构造和精神需求决定,人类始终向往生活在可见天日的建筑内。这就要求在月表修建房屋,必然会大量使用“月壤砖”。

目前,“月壤砖”正在进行中国空间站舱外暴露试验。若成功制取合格的“月壤砖”后,将发展月球建筑工厂以确保其大量供应月球基建工程。而未来,往返于地月空间的载人/货运火箭有必要借助重复使用设计、材料和结构技术革新等,降低综合成本,使包括月球基建在内的探月任务与航天产业形成良性循环,成为负担得起的可持续性活动。

由于月球没有大气层,月昼期间光照条件出色。多国科研机构和商业航天提出了建设新概念月面光电转换装置,通过大范围汇集、聚焦阳光,开展高效的发电、加热、材料烧结等工作,还设想利用月壤制作光伏板、反射镜、特殊线缆等,降低能源供应成本。

至于月球基建材料可以原位利用月壤中的哪些元素,实现大规模制取;需要怎样巧妙调整建筑设计,确保适应月球环境;月球蕴藏的各种资源是否具备足够大的开采价值,进而使月球基建工作有利可图、可持续发展等相关问题要通过更多月球科考、勘探任务逐步解答。