IT 之家 4 月 8 日消息，我國鵲橋二号中繼星于 3 月 20 日發射成功，繼續向探月工程四期目标穩步邁進。探月工程四期将進一步開展月球資源考察、原位資源利用關鍵技術驗證，爲後續建設國際月球科研站打下基礎。
清華大學馮鵬教授團隊于 2017 年開始月球建造研究工作，聯合清華大學水利系、機械系、航天航空學院等科研團隊，從月球基地建造需求出發，在月壤性能表征與模拟，月壤基材料固化成形、月面功能件拼裝搭建、月球結構服役性能等方面開展理論研究和技術開發。近期，研究團隊針對月壤固化成形技術開展了評估分析，相關研究成果已在中國工程院院刊 Engineering 發表。
據介紹，月壤固化成形是原位建造（ISRU）的核心技術，ISRU 旨在最大限度地利用原位資源，降低運輸和維護需求。目前已有近 20 種技術方法用于生産月壤基建築材料，各種技術的實施條件和實現能力各異。
用于月球建造的材料必須是低成本和高性能的，低成本是指材料制備過程應降低資源消耗、能源需求和機械操作，高性能要求材料在月球環境中保持可靠的服役性能。
根據月球建造條件和國際月球科研站長期目标，該研究将月球基地建造規劃爲四個階段，分階段實現功能定位和建造目标：科研站、科考站、駐留地、栖息地。
計劃建造的月球基地包括三類建造目标：
場地：場地處理可分爲場地硬化和場地固化，其中硬化場地用于建造航天器起降平台、結構基礎、交通道路等設施，具有較高的力學性能需求；固化場地用于降低月塵造成的磨損和導電損傷，施工效率和成本控制要求較高。
防護結構：防護結構用于阻絕月面惡劣環境，如陽光直射、月塵侵襲等，防護結構施工體量大，需要采用高效率、低成本、低維護需求的建造方案。
人居結構：宇航員居住的建築物是最重要的建造目标，月球建築必須能夠保持内部氣壓、溫度、濕度穩定，抵禦輻射、微隕石威脅，對于長期任務，月球建築應提供足夠的内部空間和功能分區。
月壤固化成形技術根據顆粒結合機理分爲四類：反應固化、燒結熔融、粘結固化、約束成形。前三類技術分别通過反應産物膠結、高溫燒結或熔融、外加劑粘結實現月壤顆粒之間的結合，而約束成形技術通過整體約束形成構件。
IT 之家注意到，該研究提出一種 8IMEM 方法，通過八項指标定量評估各項技術的實施條件和實現能力，評分阈值基于月面建造需求确定。
其中，月壤袋約束成形技術評分最高，該技術對材料、設備、能源需求較低，同時具有大型構件快速成型能力，在月球大規模原位建造中具有良好的應用前景。
▲ 月球基地概念圖
燒結熔融類技術普遍評分較高，該類技術完全利用原位材料，其中完全熔融技術具有極高的固化強度，适用于關鍵節點制造；日光熔融技術直接彙聚太陽能，能量利用效率極高，适用于低能耗建造場景。
