神舟二十一号携“月壤砖”归来!太空一年“历练”后它变咋样了?

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神舟二十一号飞船圆满完成太空任务,于近日顺利返回地球。此次返回舱内不仅搭载了完成驻留任务的航天员,还带回了由华中科技大学丁烈云院士团队研制的“月壤砖”首批样品。这批经历了一年空间站舱外暴露实验

  神舟二十一号飞船圆满完成太空任务,于近日顺利返回地球。此次返回舱内不仅搭载了完成驻留任务的航天员,还带回了由华中科技大学丁烈云院士团队研制的“月壤砖”首批样品。这批经历了一年空间站舱外暴露实验的特殊“砖块”,经现场确认状态良好,引发全球航天与建筑领域的广泛关注。

  这批“月壤砖”的太空之旅始于2024年11月15日。当时,74块采用模拟月壤烧结而成的样品随天舟八号货运飞船进入中国空间站,开启了为期一年、两年、三年的分阶段舱外暴露实验。此次返回的编号为“R5”的样品单元,属于首批完成一年实验的批次,其余样品将继续在空间站接受更长时间的极端环境考验,为后续研究积累更全面的数据。

  

  “月壤砖”并非直接使用真实月壤制成,而是团队通过分析嫦娥工程带回的月壤成分,精准配制模拟月壤,再采用热压成型工艺烧结而成。其设计初衷是为了应对月球极端环境——月球表面昼夜温差可达-190℃至180℃,且长期暴露在宇宙强辐射和微陨石撞击的真空环境中。普通地球建筑材料在这种条件下会迅速开裂、强度衰减,而“月壤砖”的核心使命是验证人类能否利用月球资源建造稳定耐用的基地设施。

  

  经过一年的太空考验,返回的“月壤砖”在外观与结构上表现出色,未出现肉眼可见的开裂、变形或表面剥落。这一结果超出预期,因为在空间站400公里轨道环境中,样品需承受与月球相似的强辐射(年辐射剂量约为地球表面的200倍)、极端温差循环(每日经历16次昼夜交替)以及微陨石撞击风险。团队成员周诚教授解释称,研制时特别优化了模拟月壤的矿物成分比例,通过调整钙长石、辉石等月球常见矿物的含量,提升了砖块的热稳定性。此次无明显损伤,说明材料的热膨胀系数与抗冲击性能达到了设计目标。

  

  尽管外观无明显变化,但“月壤砖”的核心性能仍需通过实验室精密检测确认。研究团队已制定详细的“天地对比研究”方案,重点围绕力学性能、热学性能和抗辐射性能三大维度展开分析。例如,通过抗压强度测试对比实验前后的承载能力变化;利用差示扫描量热仪分析极端温差下的导热系数和比热容变化;检测砖块内部矿物晶体结构变化以判断辐射老化情况。这些数据将用于推演“月壤砖”在月面环境下的长效服役行为,为月球基地设计提供科学依据。

  

  此次返回的“月壤砖”还采用了中国传统建筑中的榫卯结构设计,无需额外粘合剂即可实现紧密拼接。在无重力、温差剧烈的太空环境中,这种结构能有效缓冲材料热胀冷缩产生的应力,避免拼接处出现缝隙。交接现场模拟拼装测试显示,经历一年太空环境后,“月壤砖”的榫卯接口仍能保持精准咬合,拼接误差控制在0.1毫米以内。这意味着未来在月球上,机器人可直接利用这种砖块快速搭建基地模块,无需航天员进行复杂调整。

  

  “月壤砖”的顺利返回不仅验证了材料性能,更打通了“月球基建”的关键技术链路。从资源利用角度看,若未来能在月球就地取材制作“月壤砖”,将大幅降低航天运输成本。据测算,从地球向月球运送1公斤物资成本约20万美元,而利用月球本土月壤制作建筑材料,可将基地建设成本降低90%以上。目前团队已研发出基于太阳能的月壤烧结设备,计划通过嫦娥八号任务在月球表面开展实地制砖试验。

  

  此次实验也为后续航天任务积累了经验。剩余“月壤砖”将继续接受更长时间的太空暴露,未来可通过可重复使用的航天运输工具返回地球,形成“实验-返回-优化”的闭环。同时,“月壤砖”的研究数据也将为嫦娥七号、八号任务提供支撑——嫦娥八号计划在2028年前后发射,搭载作业机器人在月球表面开展“月壤砖”拼接试验,打造人类首个月球原位建造的小型试验基地。从神舟二十一号带回的这块“月壤砖”上,我们看到的不仅是一块耐高温、抗辐射的建筑材料,更是人类迈向月球定居的重要一步。

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