中國(guó)粉體網(wǎng)訊 4月1日,，“九天攬?jiān)隆袊?guó)探月工程20年”展覽在國(guó)家博物館對(duì)公眾展出,。隨著人類對(duì)月球長(zhǎng)期駐留的探索邁向?qū)嵸|(zhì)性階段，中國(guó)探月工程再傳突破性進(jìn)展：計(jì)劃于2028年發(fā)射的嫦娥八號(hào)探測(cè)器,，將攜帶全球首臺(tái)“月壤打磚機(jī)”登陸月球南極,，首次開(kāi)展月壤3D打印制磚試驗(yàn)，為構(gòu)建永久性月球基地奠定關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。這一創(chuàng)新實(shí)踐不僅標(biāo)志著中國(guó)深空探測(cè)從“資源采集”向“原位利用”的跨越,，更在國(guó)際月球科研站建設(shè)中率先開(kāi)辟了“就地取材”的工程化路徑,。
月壤變磚：從“太空沙”到“建筑基元”的技術(shù)突破
嫦娥八號(hào)的核心任務(wù)之一，是將以月球表面廣泛分布的月壤（月球風(fēng)化層）為原材料,，借助太陽(yáng)能聚焦技術(shù)與3D打印工藝實(shí)現(xiàn)月面原位制磚：首先通過(guò)特殊裝置將太陽(yáng)能聚焦至1400-1500℃高溫,，經(jīng)光纖傳輸至“月壤打磚機(jī)”，在強(qiáng)光照射下使月壤中富含的二氧化硅（約48%）,、氧化鋁（約17%）等礦物成分熔融,；繼而采用微波燒結(jié)與真空熱壓技術(shù)，通過(guò)3D打印設(shè)備對(duì)熔融材料進(jìn)行層層堆疊成型,，最終制得抗壓強(qiáng)度達(dá)100兆帕的“月壤磚”——該強(qiáng)度指標(biāo)超過(guò)普通紅磚3倍,，可滿足月球基地抵御極端溫差、宇宙輻射及微隕石沖擊的嚴(yán)苛需求,。
月球科研站需要能夠適應(yīng)月球極端的環(huán)境條件,，包括微重力、強(qiáng)輻射,、極端溫度（日間平均溫度107°C,，夜間平均溫度-153°C）以及微流星體撞擊等危險(xiǎn)因素。建筑結(jié)構(gòu)也需要具備良好的隔熱和散熱性能,，應(yīng)對(duì)溫差變化,。采用3D打印技術(shù)可避免航天員長(zhǎng)時(shí)間太空作業(yè)，降低其暴露在宇宙輻射和微流星體撞擊風(fēng)險(xiǎn)下的幾率,，同時(shí)也可通過(guò)打印防護(hù)設(shè)施等增強(qiáng)基地的安全性,。
值得關(guān)注的是，這批磚塊采用了中國(guó)傳統(tǒng)建筑智慧中的榫卯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，無(wú)需粘合劑即可實(shí)現(xiàn)模塊化拼接,，不僅簡(jiǎn)化了地外環(huán)境下的施工難度，更通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提升了建筑整體穩(wěn)定性,。
多維度驗(yàn)證：從地面模擬到太空實(shí)測(cè)的全鏈條攻關(guān)
為確保月壤磚技術(shù)的可靠性,，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了從地面到太空的多階段試驗(yàn)：
地面模擬階段，選取成分接近月壤的東北長(zhǎng)白山火山灰作為原材料,，通過(guò)真空熱壓燒結(jié)工藝制成模擬磚塊,，完成材料配方與工藝參數(shù)的初步驗(yàn)證；
太空暴露試驗(yàn),，2024年11月16日,，天舟八號(hào)貨運(yùn)飛船將首批模擬月壤磚送至天宮空間站外，開(kāi)展為期三年的極端環(huán)境耐受性測(cè)試,，重點(diǎn)評(píng)估宇宙射線、高低溫循環(huán)對(duì)材料性能的影響，相關(guān)數(shù)據(jù)將直接指導(dǎo)月球原位打印工藝的優(yōu)化,。
智能協(xié)作：機(jī)器人系統(tǒng)賦能月球“無(wú)人建造”
嫦娥八號(hào)搭載的“多功能月球表面作業(yè)機(jī)器人”（由香港科技大學(xué)等團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)）將成為月面建造的核心執(zhí)行者,。該機(jī)器人具備三大核心能力：
1. 自主作業(yè)：通過(guò)AI導(dǎo)航系統(tǒng)識(shí)別復(fù)雜地形，自動(dòng)完成月壤采集,、磚塊打印及結(jié)構(gòu)拼接,，支持毫米級(jí)精度操作；
2. 能源互聯(lián)：作為“移動(dòng)充電寶”為探測(cè)器提供電力支持,，并通過(guò)高速數(shù)據(jù)鏈路實(shí)現(xiàn)多設(shè)備協(xié)同控制,；
3. 環(huán)境適應(yīng)：配備耐極端溫度的防護(hù)涂層與抗輻射電子元件，可在月面惡劣環(huán)境下持續(xù)作業(yè)超過(guò)500小時(shí),。
這種“設(shè)備自主化+任務(wù)智能化”的模式,，不僅降低了載人作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，更標(biāo)志著中國(guó)在深空探測(cè)裝備的智能化水平上達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先,。
“基建狂魔”開(kāi)啟月球基建新范式：從“地球搬運(yùn)”到“月面制造”
相較于傳統(tǒng)方案中從地球運(yùn)輸建材的高昂成本（預(yù)估單公斤材料運(yùn)輸成本超過(guò)20萬(wàn)美元），嫦娥八號(hào)的“原位制造”模式將使月球基地建設(shè)成本降低90%以上。這種顛覆性變革不僅適用于月球,，更為火星基地,、小行星采礦站等深空設(shè)施提供了可復(fù)制的技術(shù)路徑。國(guó)際同行對(duì)此高度關(guān)注：歐洲航天局雖曾提出月壤覆蓋充氣框架的概念,，但中國(guó)首次將3D打印制磚技術(shù)推進(jìn)到工程驗(yàn)證階段,，成為地外原位建造領(lǐng)域的“破冰者”。
當(dāng)前,，中國(guó)探月工程已從“繞,、落、回”的無(wú)人探測(cè)階段,，正式轉(zhuǎn)入“建,、用、駐”的載人探索新階段,。嫦娥八號(hào)的“造磚”任務(wù),，正是探月工程四期“國(guó)際月球科研站”建設(shè)的先導(dǎo)性試驗(yàn)——根據(jù)規(guī)劃，2026年嫦娥七號(hào)將前往月球南極進(jìn)行探測(cè),，2028年嫦娥八號(hào)將攜帶“打磚機(jī)”在月球南極進(jìn)行月壤打印制磚試驗(yàn),，2030年前中國(guó)將實(shí)現(xiàn)載人登月，2035年建成月球南極核心站區(qū),，2040年前將建成一個(gè)完善型的國(guó)際月球科研站,，開(kāi)展日地月空間環(huán)境探測(cè)及科學(xué)試驗(yàn)；再之后,，將建設(shè)“應(yīng)用型月球科研站”,，形成一個(gè)多功能月球基地,。
粉體技術(shù)賦能航天：從材料創(chuàng)新到工程實(shí)踐的深度融合
此次月壤制磚技術(shù)的突破，本質(zhì)上是粉末冶金與增材制造技術(shù)在航天領(lǐng)域的深度應(yīng)用,。月壤顆粒的精細(xì)處理,、高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中的相變成控制、3D打印層間結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)化等關(guān)鍵環(huán)節(jié),，均依賴于粉體材料科學(xué)的長(zhǎng)期積累。中國(guó)在金屬粉體,、陶瓷粉體領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備,，為月面原位建造提供了堅(jiān)實(shí)支撐，也為全球粉末冶金行業(yè)打開(kāi)了“地外應(yīng)用”的想象空間,。
隨著嫦娥八號(hào)任務(wù)進(jìn)入倒計(jì)時(shí),，人類首次在地球以外天體實(shí)現(xiàn)“自造建材、自建基地”的夢(mèng)想正逐步照進(jìn)現(xiàn)實(shí),。這項(xiàng)融合了材料科學(xué),、智能裝備與航天工程的創(chuàng)新實(shí)踐，不僅是中國(guó)探月工程的里程碑,，更將為全人類的深空探索提供“中國(guó)方案”,，推動(dòng)月球從“探測(cè)目標(biāo)”轉(zhuǎn)化為“生存空間”，邁出人類邁向宇宙文明的關(guān)鍵一步,。
參考來(lái)源：
央視網(wǎng),、央視新聞、空天逐夢(mèng)視頻號(hào)
面對(duì)面 | 專訪中國(guó)工程院院士丁烈云
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/留白）
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