（大公報 記者 劉凝哲）剛剛公布的中國《國家空間科學中長期發展規劃》顯示，中國預計在2028-2035年論證實施月球科研站。如何利用月面上的原位資源，在月球上「蓋房子」，成為月球科研站建設的預研課題之一。
最新消息顯示，中國科學家模擬月壤成分燒製成「月壤磚」，磚體呈榫卯結構，其抗壓強度是普通紅磚、混凝土磚3倍以上，有利於未來拼裝建造月球基地。「月壤磚」預計搭乘天舟八號貨運飛船在飛往中國空間站做暴露實驗，驗證力學、熱學性能，以及能否經受得住宇宙輻射。
將搭乘「天舟八號」前往中國空間站
中國預計在2028-2035年論證實施月球科研站項目。國家航天局系統工程司司長楊小宇表示，月球科研站的基本型階段要建設成為功能和要素基本齊備的月基綜合性科研平台；拓展型要建設成為長期無人、短期有人、功能完善、穩定運行的一個大型月基科研平台，具備全月面科學研究、資源開發和技術驗證能力。這樣的目標，令如何在月球上蓋房子的預先研究備受關注。
中國科學家模擬月壤成分燒製
為了搞清楚「月壤磚」能不能勝任月球造房子的任務，近日，中國科學家模擬月壤成分燒製而成的「月壤磚」，將搭乘「天舟八號」貨運飛船前往中國空間站。在完成太空實驗後，第一塊「月壤磚」預計將在2025年年底返回地球。
國家數字建造技術創新中心、華中科技大學教授周誠表示，科研人員用實驗室模擬出的月壤材料類似於地球土壤，製作成磚需要進行高溫燒製。採用電磁感應燒結爐可以在十分鐘左右將溫度加熱至1000℃以上，「月壤磚」即可燒製完成。燒製過程中沒有其他材料添加物，採用100%原位成型工藝方法，即月球就地取材，直接利用月壤、太陽能、礦產等月面原位資源來蓋房子，不需要再從地球上運輸預製建築構件。這樣的方式能夠極大地降低月面建造的成本。這些模擬「月壤磚」將在太空暴露實驗後，為將來真的到月球上蓋房子積累科研數據，從而優化實際方案。原位成型工藝方法也是在未來月球基地建造中的非常有潛力的建造方式。
專家表示，要在月面蓋房子，「月壤磚」首先會遭遇溫度劇烈變化，月晝溫度超過180℃，月夜又到-190℃。由於沒有大氣保護，大量宇宙輻射和許多微隕石會撞擊到月球表面，同時還有震動頻率高的月震，都會對月面建築材料的力學性能、熱學性能和抗輻射性能都提出苛刻要求。
為搞清楚「月壤磚」能不能勝任月球造房子的任務，科學家們將其送往中國空間站。在完成太空實驗後，第一塊「月壤磚」預計將在2025年年底返回地球。
研究團隊設計柱狀片狀兩形態
值得一提的是，為了充分利用上太空實測的珍貴機會，研究團隊將帶到中國空間站的「月壤磚」設計為柱狀和片狀兩種形態，其中，柱狀「月壤磚」主要用於力學測試；暴露面積較大的片狀「月壤磚」則用於熱學和輻射效應測試。
此外，「月壤磚」還使用了5種不同的模擬月壤成分、3種不同的燒結工藝。周誠介紹，「月壤磚」的5種不同的成分，有模擬月海也就是嫦娥五號落月之處的成分，也有未來嫦娥八號落月地的成分。這將為後續月球基地的建設提供更準確的科研數據。
戰略研究｜聚焦月球資源利用 水冰開發是關鍵
月球科研站時代，如何進行月球原位資源利用是學界和公眾都關注的問題。國家航天局探月與航天工程中心研究員裴照宇等多位權威專家發表的論文顯示，中國如何實現月球資源利用的創新發展和國際引領；如何以月球原位資源利用活動為槓桿撬動月球科研站的可持續高效率構建與高效益運營；如何獲得更有顯示度的科研成果和社會效益等一系列重大問題，是中國深空探測領域從業者的歷史使命，亟須在月球資源利用目標制定、頂層任務規劃和地面支撐條件建設等維度開展有針對性的戰略研究。
在現有規劃任務中，中國已開始計劃對月球資源利用進行多項實驗。據介紹，嫦娥七號擬着陸於月球南極，將對月球南極陽照區和永久陰影區內的水及揮發分等賦存形態開展遙感與採樣分析相結合的證認式勘查，預期成果將有力支撐後續的月球水冰資源開發活動；嫦娥八號擬着陸於月球南極，與嫦娥七號一併構建形成月球科研站基本型，並在月面上首次實施月壤光熱熔融成型、移動式礦物資源詳查等原位資源利用新技術驗證。
月球資源利用領域發展潛力巨大
裴照宇在文章中指出，月球資源利用領域發展潛力巨大。在利用月球資源初期，有望實現生命保障（生保）物資、科研站基礎設施，為月球科研站自我擴建和載人登月活動補充部分物資；在月球資源利用的中期，可以實現水/氧氣/氫氣等生保和推進劑的規模化生產，可利用月基礦物資源提取並製造零部件、建造小規模月基建築，部分物資將不依賴於地球；在月球資源利用的遠期，可構建出網點化功能站，如極區水冰提取站、月基製造站和月基發射場等，絕大多數物資將不依賴地球的運載，並可實現月基發射。
裴照宇在文章中建言，中國在月球科研站立項建設的初期，應盡早啟動月球資源體系架構規劃、基礎研究及載荷研發能力建設，引導國內國際同行開展有約束的高效研究，這有望實現高起點、高品質集群創新態勢，進而實現月球資源利用領域的國際引領性優勢。
（來源：大公報A8：要聞 2024/10/21）
