近日，我(wo)國首臺月壤打磚機在深空(kong)探測實驗室研制成功，這種(zhong)打磚機可(ke)以利用(yong)聚光太陽(yang)能將月壤熔融(rong)成型，未來(lai)可(ke)以實現用(yong)月球(qiu)的(de)(de)土建設月球(qiu)的(de)(de)房子。

這(zhe)套(tao)裝置的成功研制經歷了(le)哪些(xie)(xie)階段？由它制成的月(yue)壤磚有哪些(xie)(xie)特點？從“月(yue)壤磚”到(dao)“月(yue)球房”，還需要(yao)完成哪些(xie)(xie)步(bu)驟？圍繞這(zhe)些(xie)(xie)熱點話題(ti)，7月(yue)26日(ri)，科技(ji)日(ri)報記者專訪了(le)相(xiang)關專家。

一問：月壤打磚機樣機如何研制？

“從方(fang)案構想(xiang)到樣(yang)機成型，月(yue)壤打磚機的研發歷時約2年(nian)，走(zou)過了(le)方(fang)案論證、產品研制和工藝迭代三個關鍵階段。”深空(kong)探測(ce)實驗室未來(lai)技(ji)術院(yuan)工程師楊洪(hong)倫(lun)介紹道(dao)。

在方案論(lun)證階段，科研團隊針對太陽能聚光(guang)技術開展了(le)(le)一系(xi)列驗證試驗，最終(zhong)選擇了(le)(le)菲涅爾透鏡聚光(guang)、薄膜透鏡聚光(guang)等類(lei)型的聚光(guang)方式；在月壤成(cheng)型方面，通過論(lun)證采用了(le)(le)粉末(mo)燒結(jie)和粉末(mo)床(chuang)熔(rong)覆成(cheng)型技術路線，為后續研發指明方向(xiang)。

在產品研(yan)制(zhi)階段，科研(yan)人員重(zhong)點針對能量高效匯聚—傳輸、月壤致密化輸運等問題，開展了(le)關鍵技(ji)術攻(gong)關。

“月壤(rang)(rang)打磚(zhuan)機需要實現3000倍以上聚光(guang)(guang)太陽能(neng)傳(chuan)輸(shu)，光(guang)(guang)纖束易發生燒蝕損壞。我(wo)們和合作團隊針(zhen)對光(guang)(guang)纖束，開展(zhan)了近百(bai)次工藝試(shi)驗(yan)和性能(neng)測試(shi)，研制新型能(neng)量傳(chuan)輸(shu)光(guang)(guang)纖束，打破光(guang)(guang)纖能(neng)量傳(chuan)輸(shu)效(xiao)率低、易燒蝕等難題(ti)；針(zhen)對月壤(rang)(rang)致密化(hua)輸(shu)運(yun)，開展(zhan)多(duo)類型月壤(rang)(rang)輸(shu)運(yun)機構仿(fang)真(zhen)、優化(hua)設計和實驗(yan)驗(yan)證(zheng)，最終提出復合式月壤(rang)(rang)鋪展(zhan)機構，實現月壤(rang)(rang)致密化(hua)、均勻輸(shu)運(yun)。”楊洪倫(lun)說。

在(zai)工藝迭(die)(die)代方面，月(yue)(yue)(yue)球上月(yue)(yue)(yue)壤礦物(wu)復雜，不(bu)同區域的月(yue)(yue)(yue)壤存(cun)在(zai)明顯差異，月(yue)(yue)(yue)壤打磚(zhuan)(zhuan)機需要適(shi)應不(bu)同類(lei)型月(yue)(yue)(yue)壤，為此科研人員配制月(yue)(yue)(yue)海玄武(wu)質(zhi)、高地斜長(chang)(chang)質(zhi)、純斜長(chang)(chang)巖(yan)等多(duo)種(zhong)模擬(ni)月(yue)(yue)(yue)壤，在(zai)打磚(zhuan)(zhuan)機開展了(le)反(fan)復試驗，最終完成樣機迭(die)(die)代改進。

二問：月壤磚怎么制成？

月壤(rang)(rang)打磚機，又稱“月壤(rang)(rang)原位3D打印系統”，是由深空探測實驗室自主研發。

楊洪倫(lun)告訴記者，月(yue)(yue)壤打(da)磚機(ji)的(de)工作(zuo)原理是通(tong)過(guo)一個(ge)拋物面反射鏡實現太陽能(neng)的(de)高(gao)倍匯聚，并通(tong)過(guo)光(guang)(guang)纖束進行能(neng)量傳輸，在光(guang)(guang)纖束的(de)末(mo)端產生(sheng)3000倍以上(shang)的(de)太陽能(neng)聚光(guang)(guang)比。通(tong)過(guo)精(jing)確的(de)光(guang)(guang)學(xue)系統(tong)，太陽光(guang)(guang)被(bei)聚焦到一個(ge)小(xiao)點，迅速(su)將其(qi)溫度提(ti)高(gao)至1300℃以上(shang)，從而實現月(yue)(yue)壤的(de)融(rong)化。

“由于實驗場(chang)位于室內，不具備太陽(yang)(yang)直射(she)的條(tiao)件，因此研(yan)制團隊(dui)使(shi)用了太陽(yang)(yang)模擬(ni)器(qi)，將3000倍太陽(yang)(yang)光的能量傳遞到模擬(ni)月壤上，進(jin)行月壤熔融試驗。”楊(yang)洪倫說。

值(zhi)得一提的(de)是(shi)，這臺(tai)裝置制成的(de)月(yue)壤磚是(shi)100%原位月(yue)壤資源，無需(xu)其他任何添加劑。同時月(yue)壤具備高強度、致密化等特點(dian)，除了(le)建房子，還可以滿足設(she)備平臺(tai)、路面等基(ji)礎設(she)施建設(she)需(xu)求。

三問：建造“月球房”還需完成哪幾步？

記者走進位于安徽合肥高(gao)新區的深空探測實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)，實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)工作人員正(zheng)在調(diao)試這臺設備(bei)。

“盡管月(yue)(yue)壤打磚機(ji)已(yi)取得(de)階段性突破，但要在月(yue)(yue)球上真正建成房屋，仍需跨越(yue)多(duo)重技術障礙。”楊洪倫對記(ji)者說(shuo)。

楊洪倫(lun)說，在月面(mian)高真空、低重力(li)等(deng)極端環境條件下，月壤(rang)磚難(nan)以獨立(li)實現月面(mian)人(ren)居結(jie)構建設，“月壤(rang)磚主要(yao)(yao)承擔艙體表面(mian)防護功能，還需要(yao)(yao)與(yu)剛性結(jie)構艙、柔性氣(qi)囊(nang)艙等(deng)建造方式相(xiang)結(jie)合，方能完成月面(mian)房屋建設。”

實現這一目標需(xu)分三步走：一是(shi)(shi)進一步開展關(guan)鍵(jian)技術攻關(guan)，完成月(yue)壤(rang)磚(zhuan)制造、建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)構(gou)(gou)件(jian)搭建(jian)(jian)(jian)、建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)物結(jie)構(gou)(gou)評估等一系(xi)列技術突(tu)破和全流程驗證(zheng)；二是(shi)(shi)通過航(hang)天工(gong)程任務，完成月(yue)壤(rang)打磚(zhuan)機和建(jian)(jian)(jian)造作業的月(yue)面真實條(tiao)件(jian)下技術驗證(zheng)；三是(shi)(shi)研制可承受人居艙室氣壓的艙段(duan)，并與月(yue)壤(rang)打磚(zhuan)機、月(yue)面作業機器人協同(tong)工(gong)作，形成完整的月(yue)面建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)施工(gong)體(ti)系(xi)，最終完成房屋(wu)建(jian)(jian)(jian)造。

隨著(zhu)這些技術的(de)逐(zhu)步(bu)突破(po)，人類在月(yue)球上(shang)“用本土材料(liao)建房子”的(de)夢想正從科幻(huan)走向現(xian)實。而這臺(tai)月(yue)壤(rang)打磚機，無(wu)疑是鋪就(jiu)這條“登月(yue)建房”之路的(de)第一塊“基(ji)石”。（記者 洪敬譜）