清华大学团队揭秘月壤固化成形技术,探索月球基地建造四个阶段

科技 2024-04-08 10:55 阅读:29

清华大学团队在探月工程四期目标中,通过月壤固化成形技术探索月球基地建造四个阶段。该团队从月球基地建造需求出发,联合清华大学水利系、机械系、航天航空学院等科研团队,开展了月壤性能表征与模拟、月壤基材料固化成形、月面功能件拼装搭建、月球结构服役性能等方面的研究和技术开发。

月壤固化成形技术是原位建造(ISRU)的核心技术,旨在最大限度地利用原位资源,降低运输和维护需求。根据颗粒结合机理,月壤固化成形技术分为四类:反应固化、烧结熔融、粘结固化、约束成形。其中,月壤袋约束成形技术评分最高,具有低材料、设备、能源需求,同时能够快速成型大型构件,在月球大规模原位建造中具有良好的应用前景。

月球基地建造规划为四个阶段:科研站、科考站、驻留地、栖息地。建造目标包括场地、防护结构、人居结构。场地处理分为场地硬化和场地固化,防护结构用于阻绝月面恶劣环境,人居结构则是宇航员居住的建筑物,需要保持内部气压、温度、湿度稳定,抵御辐射、微陨石威胁。

研究团队提出了一种 8IMEM 方法,通过八项指标定量评估各项技术的实施条件和实现能力,评分阈值基于月面建造需求确定。烧结熔融类技术普遍评分较高,其中完全熔融技术具有极高的固化强度,适用于关键节点制造;日光熔融技术直接汇聚太阳能,能量利用效率极高,适用于低能耗建造场景。

通过清华大学团队的研究和探索,月球基地建造的技术和方法不断得到完善和提升,为未来建设国际月球科研站奠定了坚实的基础。