(资料图片仅供参考)
4月8日,首届地外建造学术研讨会于华中科技大学举行。
会上获悉,国家数字建造技术创新中心围绕地外建造开展了三项研究工作,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。
“月壶尊”内部构造示意图。国家数字建造技术创新中心供图
中国工程院院士、华中科技大学教授、国家数字建造技术创新中心首席科学家丁烈云介绍,过去农村建房子都是先烧砖,然后再砌墙,这个可以借鉴到月表建房。设想未来用高能束3D打印技术制造出一个个的砌块,即便一个砌块打印坏了,也只影响一块,然后再像搭积木一样在月球上建房子。
月壶尊是双层的穹顶结构,涉及12个设计参数,满足空间最大、应力最低、保温隔热的要求,而且自重小、用的材料少。航天器在月球表面着陆有尾焰,容易溅起月尘,在真空环境很难沉下去,需要月面着陆垫来避免月尘的产生。
着陆垫的设计尝试了垂直互锁、水平互锁等几种方案,专家发现着陆垫厚度不是越厚越好,超过8厘米会对结构性能造成影响。
丁烈云介绍,和传统建造不一样,地外建造需要面对复杂得多的问题和挑战。以月球为例,在月球上实施建造,首先必须克服极端环境的考验。比如月球处于超高真空环境,并且存在三四百摄氏度的大温变,传统的土木建造方式几乎无法实施、结构稳定性也无法保证。
其次,“运输一瓶矿泉水重量的材料去月球要花费20万美元”的高昂成本,意味着建造所必须的钢筋、混凝土、水等材料不可能都从地球上“外带”,只能尽可能利用月球上的天然月壤材料进行原位建造。再者,每年约1000次2~3级的月震,宇宙射线的强辐射、太阳风、微陨石冲击、月面复杂形貌与地质等等,都让月面原位建造成为极端复杂且涉及多学科交叉的超级工程。(记者杨佳峰)
【编辑:王戎飞】
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