2024年11月15日23时13分，天舟八号货运飞船奔赴天宫。约3小时后，天舟、天宫“牵手成功”，“小时达”被成功签收。

11月16日早上，神舟十九号航天员乘组在地面配合下，打开天舟八号舱门，开始太空“拆快递”。

    此次上行的货品中，有一份神秘大礼包，那就是月壤砖，来自位于华中科技大学的国家数字建造技术创新中心。丁烈云作为中国工程院院士、国家数字建造技术创新中心首席科学家，牵头了月壤砖的研制。

太空实验

月壤砖要在舱外暴露考验3年

月壤砖，是未来可能用于月球盖房子的建筑材料，此次“月壤砖”被送往空间站开展舱外暴露实验，为未来在月建设积累科研数据。

“月壤砖在太空完整暴露时间为3年，每隔一年我们会下行一块样品板，开展力学性能、热学性能、抗辐射性能研究，以便为将来到月球上盖房子积累科研数据。”丁烈云表示，完成太空实验后，第一块月壤砖预计2025年年底返回地球。

月壤砖强度受两大因素影响，一个是矿物的成分，还有一种是它的烧结方式。送往空间站的月壤砖形态不同，分别采用了5种不同的模拟月壤成分和3种不同的烧结工艺制作而成，共3块样品板，内含74块小样，包括片状、柱状两种形态。

“要在月球上盖房子，需要克服大温变、低重力、高真空、强辐射月震、微陨石冲击等挑战。”丁烈云说，其团队研制的月壤砖，密度与普通砖块相当，抗压强度却是普通红砖、混凝土砖的3倍以上。

“科学研究就是这样的。我们土木工程有个很大的特点，它是一个百年大计，我们做一栋房子，不是说住个几年。特别在月球上去建，老化的这些机理一定要搞清楚。搞清楚了以后，你才能够形成一份标准，建筑的标准，所以做研究不能着急，要一步一步地做。”丁烈云说。

模拟月壤

获得500毫克嫦娥五号采回的月壤

研究表明，月壤是分布于月球表面的一层厚达几米至十几米的土状混合物，主要由岩石碎屑、矿物碎屑、玻璃质颗粒和黏合剂组成。月壤成分在不同的区域存在差异，如月海地区主要是玄武质高钛和低钛月壤，而月球高地地区则为斜长岩质月壤。

丁烈云表示，我国长白山的火山灰，是地球上能找到的和月壤成分比较接近的土壤。制作模拟月壤要按照文献上面公开发表的成分，把火山灰进行清洗烘干，去掉有机质再碾碎,看看它里面还缺什么再加，这样配制出模拟月壤。

2020年12月，嫦娥五号成功从月球带回1731克月壤样品。这是人类首次获得的月表面年轻火山岩区样品，也是中国科学家第一次拥有属于自己的地外天体返回样品。2023年，丁烈云团队得到了500毫克嫦娥五号采回的月壤样品。进行月面建造方法研究近10年，丁烈云团队第一次得到真实的月壤样品，这让他们既珍惜又兴奋。送入空间站的月壤砖就是由团队根据嫦娥五号月壤样品成分模拟配成的。

烧结成型

真空烧结、惰性气体烧结、空气烧结

得到模拟月壤后，下一步就是解决月壤成型的问题。目前，丁烈云团队已经完成模拟月壤的3种烧结试验，具体为真空烧结、惰性气体烧结、空气烧结。其中在惰性气体中烧结强度最高，能达到100多兆帕。而在真空环境下，只需要将模拟月壤加热到1000℃到1100℃之间，就可以实现有效的烧结。如果加压的话，烧结的时间还可以缩短。然而，月壤砖的合理强度，要以月球的环境为依据。

“下一步应该这样，一定要真正在月球上去烧砖，烧了以后，再去看它是个什么样的强度。这个月壤成型的机理、规律是什么，要慢慢地搞清楚，才能够制定用什么样的烧结工艺，能够保证月壤砖的强度是够的。”丁烈云说。

原位建造

借鉴中国传统砌筑和榫卯连接方式

2015年，丁烈云从建筑3D打印中获得启发，开始带领华中科技大学团队从事月球基地原位建造研究。

月面原位建造面临着极端环境的巨大挑战，包括原位材料单一、无液态水、低重力，月面昼夜高达300多摄氏度的温差，还有每年约1000次2级至3级的月震、宇宙射线的强辐射、月面复杂形貌与地质等，这些都让月球上的建造工作成为极具挑战的超级工程。

华中科技大学团队借鉴了中国传统砌筑和榫卯连接方式，将中国传统制砖砌筑的建造方法与3D打印建造方法相结合，利用模拟月壤粉烧出带有榫卯结构的月壤砖，再用机器人砌筑，这样，即便一个砌块打印坏了，也只影响一块。

基于此项技术，他们设计了月面建筑的雏形——一个像蛋壳一样的双层穹顶结构，取名为“月壶尊”；还有一个负责打印和拼装的“中国超级泥瓦匠”——月蜘蛛打印机器人，也正在设计中。

目前，国家数字建造技术创新中心围绕地外建造开展了3项研究工作，分别是玄武月球基地的星际乐高拼装建造、月壶尊建筑3D打印建造和月面着陆垫建造。 

 据央视

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