把月尘变废为宝:未来的月球基地建设,一种崭新的3D激光打印技术有望大显身手。来自俄亥俄州立大学的科研团队正在用激光把月球土壤熔化,为基地打地基。他们已经证实,利用这项技术能把月球的尘埃变成坚固的建筑材料。要是这项技术真的能用起来,不仅花费少,造出的东西还特别结实耐用、不怕高温且无害。这种方式叫“原位资源利用”,以后不用再费大力气往月球运送建筑材料了。如果成功了,这项技术能帮未来的宇航员造好生活舱、工具、着陆点、辐射防护层还有其他重要部件。 咱们平时看到的月球尘埃颗粒特别小,又锋利又容易磨坏东西。它们看起来像玻璃一样,而且主要是玄武岩。尤其是在月球上叫“高地”和“月海”的地方,这种尘土特别多。但在地球上这东西非常稀有,为了试验新技术,研究小组只好用一种叫LHS-1的人工合成材料来代替。这材料跟月球高地的土壤很像。 研究人员把这种模拟的月尘铺成薄薄一层,再用高能激光去照。激光一照就把里面的颗粒熔化了,让它们粘在一起。等它凉了以后再铺上一层新的尘土,反复这么做。最后做出来的东西就像陶瓷一样硬邦邦的、耐高温、能长时间用。他们还发现这过程在很多种材料上都行得通,比如不锈钢、玻璃甚至铝硅酸盐陶瓷。不过有意思的是,用钢和玻璃当基底时不太容易粘住月尘陶瓷材料,但和其他非月壤的陶瓷粘得就挺好。 这可能是因为铝硅酸盐和熔化后的月尘能组成相容的晶体结构。用这个来当基础能增强材料的强度和稳定性。研究小组也看了看氧气含量还有激光功率这些环境因素的影响。他们发现这新材料对环境特别敏感。徐思哲说:“把不同原料混合起来打印时,我们发现环境会大大改变材料的特性。” 这一点对以后在月球上实际应用非常关键。因为月球上没大气层,温度一天能从120°C变到零下170°C这么剧烈波动。这种冷热交替容易让东西裂开坏掉。萨拉·沃尔夫说:“太空中有些地面上很难完全模拟的情况。” 在美国宇航局的“阿尔忒弥斯”计划里要在月球建立长期基地的时候,这种技术可能非常有用。毕竟往太空运送混凝土或者钢材太费钱了。她说:“如果在太空用很少的资源就能造出东西,我们也能在地球更好地实现可持续发展。” 这项研究发表在了《宇航学报》上。