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为甚么(me)设计成榫卯布局?一文揭秘即将飞向太空的“月壤砖”,月球,周诚,模拟
本文转自【央(yang)视旧事客户端】;
“月壤砖”是将来(lai)大概用于月球盖房子(zi)的建(jian)筑材料,比普通混凝土(tu)砖要坚硬很多。再过一段时间,这种“月壤砖”就将搭乘“天(tian)舟(zhou)八号(hao)”货(huo)运(yun)飞船飞向我国空间站,到太空去做暴露实(shi)验。“月壤砖”跟普通的砖究竟有哪些分歧?它们为甚么(me)要去太空呢?
“月壤砖”:一块不普通的“砖”
能在月球盖房子(zi)的“月壤砖”和(he)我们地球的砖一样(yang)吗(ma)?为了找(zhao)到“月壤砖”中的隐秘,记(ji)者来(lai)到了它的研制地——华中科(ke)技大学国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)。
国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)、华中科(ke)技大学教授 周诚:我手上拿的这两(liang)块砖叫做模拟“月壤砖”,它的成分是我们通过模仿实(shi)在月壤的成分,然后去烧(shao)结(jie)形成的模拟“月壤砖”。
一样(yang)平常生活(huo)中的建(jian)筑用砖一样(yang)平常有红砖、青砖以及混凝土(tu)砖,这些“月壤砖”拿起来(lai)密度与普通砖块相称,但它的抗压强(qiang)度倒是普通红砖、混凝土(tu)砖的三倍以上,相称于1平方厘米的面积上能蒙受1吨多的重量。
国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)、华中科(ke)技大学教授 周诚:模拟“月壤砖”的强(qiang)度比我们地球上用的红砖、青砖等(deng)要高很多,我们看到的这两(liang)块砖浮(fu)现(xian)的是榫卯布局,有利于在将来(lai)的月球基地的建(jian)筑历程当(dang)中,我们采纳这样(yang)的布局方式进行拼装建(jian)筑。
太空之旅(lu)
验证“月壤砖”三大关键性能
“月壤砖”为甚么(me)要搭乘“天(tian)舟(zhou)八号(hao)”前去我国空间站?“月壤砖”需要经受住怎样(yang)的考(kao)验才能肩负起月球盖房子(zi)的重担呢?专家报告记(ji)者,“月壤砖”的太空之旅(lu)有三大关键性能要验证。
要在月面盖房子(zi),首先就会遭遇温度剧烈变更的挑(tiao)战,月昼(zhou)温度凌驾(jia)180℃,月夜又到-190℃。此外(wai),因为没有大气珍(zhen)爱,大批宇宙辐射和(he)许多微陨石(shi)会撞击到月球表(biao)面,同时还有震动频次高的月震,这些都市对月面建(jian)筑材料的力学性能、热学性能和(he)抗辐射性能都提出刻薄(bao)要求。
为了搞分明“月壤砖”能不克(ke)不及胜任月球造房子(zi)的任务,近日,“月壤砖”就要搭乘“天(tian)舟(zhou)八号(hao)”货(huo)运(yun)飞船前去我国空间站。在完成太空实(shi)验后,第一块“月壤砖”估计将在2025年年底返回地球。
国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)、华中科(ke)技大学教授周诚引见,验证“月壤砖”三大关键性能包括:
“月壤砖”的力学性能。因为这个和(he)我们建(jian)房子(zi)干系最大,就是样(yang)品的力学性能会不会退化。
“月壤砖”的热学性能的变更。我们进展知(zhi)道它的保温和(he)隔热的性能怎么(me)样(yang)。
辐射作(zuo)用对“月壤砖”的影响。因为月球是真(zhen)空的环境,所以有大批的宇宙辐射,我们也进展了解(jie)在宇宙辐射的作(zuo)用下,“月壤砖”在月球上能不克(ke)不及经受得住。
实(shi)验室揭秘“月壤砖”怎样(yang)炼成
月球表(biao)面复杂的环境对“月壤砖”的性能提出了极高的要求,“月壤砖”又是怎么(me)炼成的呢?
国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)、华中科(ke)技大学教授 周诚:采纳真(zhen)空热压烧(shao)结(jie)的体(ti)式格局形成的“月壤砖”,全部历程大概分为三个步调,第一个步调,我们需要把模拟月壤进行称重,称重之后按照重量放入(ru)模具(ju)中,但月壤是非常松散的,我们需要在模具(ju)的容器内里进行压制。
国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)、华中科(ke)技大学教授 周诚:工(gong)程师操纵的就是让(rang)它能够或许均匀地施压,然后形成有效(xiao)的一个坯体(ti)。压力施加完毕后,工(gong)程师会把压制成型的、带有模拟月壤的模具(ju)放到真(zhen)空热压炉中,然后加上隔热的一些设施。锁上全部真(zhen)空实(shi)验装配以后,就能够或许把它升温烧(shao)结(jie)。
科(ke)研人(ren)员用实(shi)验室模拟出的月壤材料就雷同地球泥土(tu)一样(yang),是分散的,他们需要通太高温进行烧(shao)制,比如采纳电磁感(gan)应烧(shao)结(jie)炉能够在十分钟摆布将温度加热至1000℃以上,“月壤砖”就烧(shao)制完成了。
国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)、华中科(ke)技大学教授 周诚:这个历程当(dang)中是没有任何其他的材料增加物的,所以它是100%原位成型工(gong)艺方法,这也是在将来(lai)月球基地建(jian)筑中的一个非常有潜力的建(jian)筑体(ti)式格局。
太空实(shi)验助力“月壤砖”研究闯难(nan)关
在引见“月壤砖”制作(zuo)流(liu)程时,科(ke)研人(ren)员提到了一个词——原位成型工(gong)艺方法,也就是说,将来(lai)我们扶植(zhi)月球科(ke)研站,能够在月球上当(dang)场取材,直接利用月壤、太阳能、矿产等(deng)月面原位资源来(lai)盖房子(zi),不需要再从地球上运(yun)输预制建(jian)筑构件。这样(yang)的体(ti)式格局能够或许极大地降低月面建(jian)筑的成本。这些模拟“月壤砖”将在太空暴露实(shi)验后,为将来(lai)真(zhen)的到月球上盖房子(zi)积累科(ke)研数据,从而优化实(shi)际方案。
国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)、华中科(ke)技大学教授 周诚:这就是立刻要追随天(tian)舟(zhou)八号(hao)货(huo)运(yun)飞船在空间站当(dang)中去做暴露实(shi)验的样(yang)品。这些都是模拟月壤烧(shao)结(jie)的样(yang)品,一共分为三块样(yang)品板,实(shi)际上我们设计的全部暴露时间是三年,所以每隔一年我们会下行一块样(yang)品板,带着在空间站暴露之后的样(yang)品返回地球,然后再来(lai)做相干的实(shi)验。
为了充分利用上太空实(shi)测的珍(zhen)贵机会,研究团队将带到我国空间站的“月壤砖”设计为柱状(zhuang)和(he)片状(zhuang)两(liang)种形态:
柱状(zhuang)“月壤砖”首要用于力学测试;
暴出面积较大的片状(zhuang)“月壤砖”则用于热学和(he)辐射效(xiao)应测试。
除形态分歧,这些“月壤砖”还使用了5种分歧的模拟月壤成分、3种分歧的烧(shao)结(jie)工(gong)艺,为后续月球基地的扶植(zhi)能够供应更精确(que)的科(ke)研数据。
国家数字建(jian)筑技术(shu)立异中央(yang)、华中科(ke)技大学教授 周诚:我们这内里有5种分歧的成分,有模拟月海的,也就是我们嫦娥五(wu)号(hao)落地(月)的地方,那一种以玄武岩为主的模拟月壤的成分。这内里也有将来(lai)为嫦娥八号(hao),包括嫦娥七号(hao),落地在洼地的月壤成分,首要是以斜(xie)长(chang)岩为主。
(总台央(yang)视记(ji)者 崔霞 李宁 吴天(tian)白 凌姝 王镜雅)