月壤打砖机研制背景 - 我国首台月壤打砖机在深空探测实验室研制成功，可利用聚光太阳能将月壤熔融成型，未来可实现用月球土壤建设月球房屋 [1] - 该装置被称为"月壤原位3D打印系统"，由深空探测实验室自主研发 [4] 研发过程与关键技术 - 研发历时约2年，经历了方案论证、产品研制和工艺迭代三个阶段 [2] - 方案论证阶段选择了菲涅尔透镜聚光、薄膜透镜聚光等聚光方式，采用粉末烧结和粉末床熔覆成型技术路线 [2] - 产品研制阶段攻克了能量高效汇聚传输和月壤致密化输运等关键技术 [2] - 研制新型能量传输光纤束，实现3000倍以上聚光太阳能传输 [2][4] - 工艺迭代阶段针对不同类型月壤（月海玄武质、高地斜长质、纯斜长岩等）进行反复试验 [3] 月壤砖特点 - 通过抛物面反射镜实现太阳能高倍汇聚，在光纤束末端产生3000倍以上的太阳能聚光比 [4] - 聚焦点温度可达1300℃以上，实现月壤融化 [4] - 制成的月壤砖为100%原位月壤资源，无需添加剂 [4] - 具备高强度、致密化特点，可用于房屋建设、设备平台、路面等基础设施建设 [4] 月球房屋建设后续步骤 - 需与刚性结构舱、柔性气囊舱等建造方式相结合 [5] - 分三步实现：关键技术攻关、月面真实条件验证、形成完整建筑施工体系 [5][6] - 具体包括：月壤砖制造、建筑构件搭建、建筑物结构评估等技术突破 [5] - 需研制可承受人居舱室气压的舱段，并与月壤打砖机、月面作业机器人协同工作 [6]

中国探月工程与月壤砖技术 核心观点 - 中国探月工程四期规划包括在月球上建造基地 需要解决建筑材料问题 华中科技大学科研团队研制的月壤砖已随天舟八号货运飞船进入太空进行舱外暴露实验 [1][7] - 月面建造面临极端环境挑战 传统土木建造方式无法满足需求 需开发新型建筑材料和技术 [4] - 科研团队提出利用月球原位资源月壤 结合地面成熟建造技术 从月壤砖开始搭建月球基地的方案 [7] 月壤特性与模拟 - 月壤是覆盖月球基岩的松散颗粒 厚度几米至十几米 由陨石撞击 宇宙射线轰击等因素形成 主要成分为氧化硅 矿物包括斜长石 橄榄石等 [8] - 嫦娥五号 嫦娥六号采集的月壤样品最大粒径不超过300微米 科研人员参照真实月壤成分配制模拟月壤用于实验 [8][10] 月壤砖制造工艺 - 采用烧结工艺制备月壤砖 将模拟月壤压制后真空加热至低于熔点温度 使颗粒连接 抗压强度最高达100兆帕 远超普通红砖的15-20兆帕 [12] - 相比添加胶凝材料或3D打印技术 烧结工艺实现月壤材料100%原位利用率 无需从地球运输额外原料 [12] 实验验证与未来应用 - 月壤砖将在太空进行为期3年的舱外暴露试验 每年返回一块 首块预计2025年底返回地球 以验证其抗极端环境能力 [14] - 借鉴中国传统榫卯连接方式设计月壤砖 降低建筑一次性成型风险 为月球基地建设积累关键技术数据 [14]