中国探月四期:嫦娥八号将探索就地取材,原位3D打印房子 

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发布时间: 2022-09-13 12:16
1969年7月20日,美国“阿波罗”11号飞船安全着陆月球,宇航员阿姆斯特朗登上月球,在月球上首次留下人类的足迹,而中国将建造一个永久性的综合型月球基地,实现人类长期驻留。

为了实现这一愿景,早在2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”,拉开了我国月球与深空探测的序幕。嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
嫦娥五号带回地球的月壤样本之一.jpeg
嫦娥五号带回地球的月壤样本之一

2020年12月17日,嫦娥五号返回器携带月球样品安全着陆,预示着中国探月工程三期圆满收官,实现了中国“探月工程”规划的“绕、落、回”中的第三步。

2022年9月10日,据国家航天局消息,探月工程四期任务已获国家批复,将建立国际月球科研站基本型,并突破掌握一系列用于月面科研站建设的关键技术与能力。

据国家航天局表示,探月工程四期将在未来十年之内陆续实施包括嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号在内的三个任务。

一是嫦娥六号计划在月球背面进行采样返回,嫦娥六号是嫦娥五号的备份,基本上已经生产完,计划2024年前后发射;二是嫦娥七号对月球的地形地貌、物质成份、空间环境进行一次综合探测任务,嫦娥七号正在研制中,将在2025年前后发射;三是嫦娥八号除了继续进行科学探测试验以外,还要进行一些关键技术的月面试验,嫦娥八号正在研制中,计划在2030年之前发射。
国际月球科研站.jpg
国际月球科研站效果图

据国家航天局方面透露,预计在2045年之前,我国将会在月球表面上,建造一个永久性的综合型月球基地,实现人类长期驻留,并完成全面、大规模的科学探测、技术试验与月球资源开发利用。

如果说,嫦娥五号、嫦娥六号是对月球土壤的研究,那么嫦娥七号则是寻找适合月球科研站建造的地点,而嫦娥八号则是进一步探索验证在月球上建基地的可能性,通过3D打印技术建造一个月面科研站的基本模型。
嫦娥八号效果图.png
嫦娥八号效果图

作为研发未来国际月球研究站的先导项目,嫦娥八号的任务如果能顺利完成,那么,后续的很多月球项目,也都将能够顺利展开。

据资源库了解,通过3D打印在月球造房子,目前国内已经有一个相对成熟的解决方案。近日,华中科技大学成功制备出国内首个模拟月壤真空烧结打印样品,并进一步设计了名为“月壶尊”的月面基地建筑物。
“月壶尊”月面基地效果图.png
“月壶尊”月面基地效果图

月壶尊形似鸡蛋蛋壳,长宽均为3米,内部中空,没有横梁等支撑结构;蛋壳体分内外两层,中间夹一层类似于肋骨的结构,以增强稳定性;内部空间分为上下两层,上层为生活区,下层为工作区。
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“月壶尊”内部构造示意图
华中科技大学目前给出的最佳方案是将中国传统制砖砌筑的建造方式与3D打印建造方式相结合,采用整体预制拼装、局部打印连接的方式,设计建造月面基地。

首先,利用太阳能或激光烧结月壤制备出带有榫卯结构的月壤砖,然后由机器人砌筑,同时用3D打印加强连接,避免结构变形。无论是3D打印还是烧结都可融入到“月蜘蛛”机器人身上,这款3D打印机器人,远看像蜘蛛,上部分是混联机械臂,下部分是多足平台,施工时机械臂也可换成3D打印机。

但是月球极端的环境对打印也是一个非常大的挑战,目前月壶尊项目还仍然是实验室产品,还没有经历实际任务考验,嫦娥八号将在真实的月球环境中验证利用月壤进行3D打印的技术。

我们期待最终的结果,还有8年的时间,也许随着3D打印技术的进步,在月球建房子或许能一步到位,变得更简单。

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