太阳能设备将月球尘土变砖，助力月球建造

美国和中国都已明确提出雄心勃勃的计划，要在未来十年内建立永久性月球基地。尽管目前尚无法律框架来主张太空领土，但率先在月球上实现持续存在的国家将获得显著的先发优势，可能影响月球领域的未来规范和活动。

然而，抵达月球仅仅是第一步；在月球上维持人类存在面临着严峻的后勤和工程障碍。其中一个最重大的挑战是如何高效且经济地从地球运输建筑材料来建造月球前哨。不过，位于安徽合肥的中国深空探测实验室（DSEL）的科学家团队可能已经找到了突破性的解决方案。

在今年7月的一项重大进展中，DSEL研究人员在《宇航学报》（Acta Astronautica）期刊上发表了月壤成型系统原型机的测试结果。这种创新设备的功能非常类似于3D打印机，能够直接从月壤（俗称月尘）中制造出坚固的建筑用砖。DSEL的合著者兼高级工程师杨宏伦向中国官方媒体解释说，利用月球上现有的资源生产建筑材料将大大减少对地球材料的依赖。杨表示：“这项打印突破验证了将月球土壤作为唯一建筑原材料的可行性，实现了真正的原位资源利用，从而无需从地球运输任何额外材料。”

该系统通过利用太阳能运行。它采用抛物面镜（一种反射盘）来聚焦太阳辐射，将其汇聚到一个单一的、极其炽热的点。然后，这种聚焦光通过光纤电缆束进行传输。在其焦点处，光强度超过地球表面标准太阳光强度的3000倍，产生超过2300华氏度（1300摄氏度）的温度。这种极端高温足以熔化月壤。

在一系列实验室测试中，该原型机成功熔化了用玄武岩制成的人造月壤，并使用氙灯模拟太阳光条件。该设备展示了其形成各种固体形状的能力，包括线条、表面、三维实体和复杂结构。杨断言，该原型机可以制造出建造月球道路、设备平台和建筑物所需的材料，从而促进大规模、可持续的月球探索和资源利用。

尽管这些初步测试标志着月球建筑材料原位制造迈出了重要一步，但仍存在某些局限性。杨指出，由月球土壤制成的砖块本身可能无法承受月球真空和低重力环境的巨大压力。然而，它们可以作为关键的保护层，保护由更坚固或可充气结构制成的保压居住舱。

中国在这一领域的进展早于DSEL研究人员的最新测试结果。2024年11月，中国发射了一枚货运火箭，将同样由月壤模拟物制成的砖块原型运往其天宫空间站。这些砖块计划在空间站外暴露三年，以便科学家评估它们在严酷太空条件下的长期耐久性。

包括美国在内的其他航天国家也在积极开发利用月壤进行建筑的方法。然而，中国在过去几年中在该领域的进展尤为显著。事实上，中国探月工程不仅与NASA的“ Artemis”计划保持同步，在某些方面甚至超越了该计划，从而加剧了美国在蓬勃发展的重返月球竞赛中的竞争压力。