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欧洲航天局开启“月球砖墙”计划,人类打算利用月球尘土建房

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现在世界上有许多国家正在计划未来十年的月球任务,其中可能会有国家率先在月球表面建立人类定居地。同地球上的国家一样,谁先居住在某地就可能抢占更多的开发权。

于是世界上几个科技大国自然不甘落后,他们纷纷开始进行试验测试月球基地的可居住性。2018年5月,北京的中国学生志愿者在模拟月球实验室完成了为期一年的测试。2017年10月,国际月球基地峰会(IMS)在夏威夷召开会议,讨论建立一个模拟结构,以研究人类在月球上的定居点如何发挥作用。2017年8月的两个星期里,六名模拟宇航员住在波兰的模拟月球基地内。

上图:一个1.5吨重的3D打印的建筑模块,模拟月球尘土建筑

但是如何建立一个基地呢?覆盖月球表面的粗糙细小尘埃,称为风化层,可能具有搭建结构的潜力。欧洲航天局(ESA)的研究人员最近启动了他们的“月球砖墙”项目研究,该项目用来了解如何利用月球尘土搭建建筑。根据欧空局8月20日发表的声明,他们正在研究月球尘埃模拟,试图打人类对地球土质建筑材料的依赖,有朝一日可以让宇航员在我们的天然卫星上建立栖息地,并为人类太空探索铺平道路。

月球表面覆盖着灰色,细小,粗糙的灰尘。这种粉状土壤无处不在 - 一种固有资源,可以成为砖砌的理想材料。你可以粉碎它,燃烧它并压缩它。未来人类可以用它来制造坚固的地块,道路和发射台,或保护宇航员免受恶劣月球环境影响的栖息地。”

月球和地球有着共同的地质历史,月球表面是由名称为硅酸盐的玄武岩材料构成的,而这种材料在行星的火山附近很常见,地球上找到类似于月球上熔岩流残留的物质并不困难。为了了解人们如何用月尘制造砖块,研究人员分析了德国科隆附近的火山物质,那里4500万年前发生了火山爆发。火山爆发遗留的火山粉同月球尘埃的特性可能很相似,而且数量众多。研究人员最终确认一种火山物质可能作为月球尘土的替代者,它被命名为“EAC-1”。

上图:英国建筑设计和工程公司Foster + Partners为欧洲航天局的3D打印月球基地设计了承重的“悬链”穹顶概念图。

此外月球尘土也可能以另一种方式支持人类任务:月球土壤的一大特点是其中40%是由氧气组成的,另一个EAC项目的研究人员正在研究如何在月球尘埃中提取氧气,以便宇航员可以延长他们在月球上的停留时间。

受到持续辐射的轰击,月球尘埃是带电的。这可能导致尘埃粒子从表面飞扬。我们仍然需要完全理解它的静电特性。科学家们目前还不了解它的化学电荷,也不知道它用于建筑用途会有什么影响。为了在辐射环境中再现月球尘埃的行为,研究人员把月球模拟物的表面磨碎了,成功地激活了这些粒子,但却抹去了表面的特性。

于是这带来一个新的问题,人类需要从月球表面获得暴露在辐射环境中的原始样本,这给了我们一个重返月球的重要理由。而对于致力于该项研究的科学家来说,他们要的并不多,也许一小瓶就可以解决人类未来定居月球的大问题了。

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