在安徽省合肥市的深空探测实验室里,一场关于月球建造的“黑科技”实验正在悄然展开。科研人员通过“月壤原位3D打印系统”,将月球表面的土壤转化为坚实的建筑材料,为未来月球科研站的建设提供了全新思路。这一技术利用太阳光聚焦产生的高温,结合3D打印工艺,实现了月壤材料的就地取材与加工。
实验中,科研人员使用抛物面镜将阳光聚焦至数千倍,形成超过1300摄氏度的高温,再通过柔性光纤将能量远距离传输至打印区域。这一过程如同用一支精准的“光笔”在月壤上书写,逐步构建出砖体或复杂构件。中国工程院院士陈杰指出,未来月球科研站的建设将围绕“原位取材、集群智造、自主作业”展开,旨在减少对地球资源的依赖,实现地外基地的可持续拓展。
除了3D打印技术,我国科学家还在探索月壤的更多应用可能。东华大学团队基于嫦娥五号带回的真实月壤样本,通过高温熔融与真空牵引技术,成功制备出直径仅10至20微米的超细连续纤维。中国科学院院士朱美芳表示,团队已研发出适应月球极端环境的自动成纤装备,为未来制造复合材料奠定了基础。深空探测实验室总工程师史平彦强调,多技术路线并行探索是为了应对月球环境的严苛挑战,寻找最优解决方案。
月球表面环境复杂,极端温差、高真空、强辐射以及带电月尘对设备运行构成巨大考验。未来的月球基地建设需要异构机器人集群的协同作业:勘察机器人负责测绘,运输机器人搬运材料,大型打印机器人构建主体结构,灵巧装配机器人完成精细操作。陈杰认为,实现这一愿景的关键在于赋予机器人集群“群体智能”,攻克远距离通信、协同定位、智能规划等核心技术,确保设备自主高效运行。
在国际合作方面,我国已与60余个国际科研机构建立联系,首个深空探测领域的国际组织国际深空探测学会也落户合肥。中国探月工程总设计师吴伟仁表示,从月壤中提取氧气、金属和水是全球科学界的共同目标,共享知识、协同攻关是应对地外生存挑战的必然选择。
目前,国内多所高校已提出月球基地的多样化设计方案。哈尔滨工业大学设计了“三叶草”与“中国星”方案,华中科技大学构思了“月壶尊”方案,重庆大学则研究利用月球天然熔岩管洞穴建造基地的可行性。根据国家航天局规划,我国计划在2030年前实现中国人首次登月,并在2035年前建成国际月球科研站的基本型。随着技术的不断突破,人类在月球长期驻留的梦想正逐步成为现实。




















