2024年11月15日23時13分，天船八號貨運飛船奔赴天宮。約3小時后，天船、天宮“牽手勝利”，“小時達”被勝利簽收。11月16日早上，神船十九號航天員乘組在空中共同下，翻開天船八號艙門，開端太空“拆快遞”。此次下行的貨物中，有一包養份奧秘年夜禮包，那就是月壤磚，來自位于華中科技年夜學的國度數字建造技巧立異中間。
丁烈云：我們是做了幾套，此中有一套就放在這兒，天船八號帶上往的就這三塊。
月壤磚，是將來能夠用于月球蓋屋子的建筑資料，此次“月壤磚”前去空間站展開艙外裸露試驗，為將來在月扶植積聚科研數據。丁烈云作為中國工程院院士、國度數字建造技巧立異中間首席迷信家，牽頭了月壤磚的研制。
丁烈云：月壤磚強度，有兩個原因的影響很是年夜，一個原因是礦物的成分。分歧的礦物成分會影響它的強度，別的還有一種是它的燒結方法紛歧樣，燒結的工藝紛歧樣，比喻說我們這采取三種燒結工藝。
送往空間站的月壤磚形狀分歧，分辨采用了5種分歧的模仿月壤成分和3種分歧的燒結工藝制作而成。和月壤磚同時達到空間站的，還有一份艙外裸露試驗的操縱指南。
丁烈云：在問天艙裡面，要外掛在下面停止裸露試驗，經由過程宇宙射線。還有零下100攝氏度，零上100多攝氏度，高下溫的這種熱振，不竭地輪迴，看它今后的劣化是一個什么樣的情形。
記者：給它考驗多長時光？
丁烈云：我們一共是三塊板，有一塊板一年以后取上去，剖析一下，第二塊板是兩年以后，最后一塊板是三年以后取上去，取上去以后，就跟空中的，我們做的同批樣品，停止機能的測試。
記者：那你們試驗可真夠長的，最短的還得一年之后呢。
丁烈云：迷信研討就是如許的。我們土木匠程有個很年夜的特色，它是一個百年年夜計，我們做一棟屋子，不是說我住一個幾年。特殊在月球上往建，老化的這些機理必定要搞明白。搞明白了以后。你才幹夠構成一份尺度，建筑的尺度，所以做研討不克不及焦急，一個步驟一個步驟地做。
作為人類獨一抵達過的地外天體，月球一向是迷信家研討的主要對象。國際上，各航天年夜國也紛紜提出月球中持久駐留假想，掀起了新一輪探月高潮。在華中科技年夜學的國度數字建造技巧立異中間，試驗室的一個沙盤，模仿了將來月球基地的場景。
“月壺尊”外形酷似豎立的雞蛋殼。外部空間分紅高低兩層，分辨為任務區和歇息區。
“月壺尊”是月面基地建筑物的定型款式，丁烈云團隊還有別的一個勇敢的構思，那就是月球玄武基地，它是將中國傳統制磚砌筑的建造方法與3D打印建造方法相聯合，采用全體預制拼裝、部分打印銜接的方法，design建造月面基地。2015年，恰是對3D打印技巧利用于建筑範疇的研討，把丁烈云的思緒帶到了月球。
2015年，丁烈云正在擔負華中科技年夜學的校長，對高校在科技提高中的感化，他有本身的思慮。
丁烈云：高校必定要做將來的事，必定要做引領的事，甚至更長一點，你比喻說十年以后的事，甚至是更長的一些事。
丁烈云沒有將假想逗留在紙面，而是對準月面基地建造率領團隊說干就干。那時他們可以參考的是美國阿波羅打算取得的月球材料，包含月球概況構造特征和月面物資的化學成分、光學及熱力學物理特徵等。
記者：那您怎么能確保從各類各樣的文獻，不論是一手的，也許有二手的，那么從這些現存的材料里面，可以或許彙集剖析，得出一個正確的結論。
丁烈云：不要說這個月球上的月壤，就是地球下面，它也不會有兩個，完整一樣的這個地質，它是不竭地變更的，所以我們更多仍是要找出它的主成分是什么。
研討表白，月壤是分布于月球概況的一層厚達幾至十幾米的土狀混雜物，重要由巖石碎屑、礦物碎屑、玻璃質顆粒和黏合劑構成。月壤成分在分歧的區域存在差別，如月海地域重要是玄武質高鈦和低鈦月壤，而月球窪地地域則為斜長巖質月壤。而長白山的火山灰，是地球上能找到的和月壤成分比擬接近的泥土。
記者：拉回來以后怎么用它呢？
丁烈云：起首要把它做成模仿月壤，模仿月壤就依照文獻下面公然頒發的那些成分，比喻說先把它清洗，清洗完了以后把它烘干，月壤是沒有水的，我們要把它烘干，烘干了以后，把它的無機質往失落，由於地球上的模仿月壤確定是有無機質的，真正的月壤它是沒有無機質的。再把它碾碎，碾碎包養了以后再剖析它的成分，由於月壤組成的成分無非就是這么幾種，你了解一下狀況它里面還缺什么，缺什么再加，加了以后就釀成如許一個配制的模仿月壤。
獲得模仿月壤后，下一個步驟就是處理月壤成型的題目。對原位建造的尋求，差遣丁烈云團隊追求新的成型方式。
丁烈云：月壤成型它今朝有幾種成型，比喻說一種成型它是經由過程堿激起，燒堿加水，把月壤可以或許凝結起來，或許加這種硫黃。然后再停止3D打印，可是一想你這不是百分之百的原位。
記者：什么叫原位？
丁烈云：原位就是不帶任何工具，完整應用月球上的資本，由於你要帶燒堿，你還要帶硫黃到那往，那就不是原位。
在月面建什么樣的建筑，丁烈云團隊一向在停止各類測驗考試，開初測驗考試了穹頂構造、拱形構造以及柱狀構造，良多外型反復測驗考試，既要合適月球概況的應用周遭的狀況，又要便利建造。
月壺尊是雙層的穹頂構造，觸及12個design參數，知足空間最年夜、應力最低、保溫隔熱的請求，並且自重小、用的資料少。對于3D打印機來說，也必需知足必定的請求。
丁烈云：火箭的運載的才能，此刻不克不及運載這么重的一些裝備。所以此刻等于說還沒有到這種水平，只是仍是要驗證。用這個月壤停止擠，擠出來了以后，能不克不及成為一個完全的外形。它由於打的時辰要活動性好，活動性包養網比擬欠好它擠不出來，可是活動性太好了以后，你打得它塌下往了，所以怎么樣往找到一個適合的，活動性又好，同時讓它又可以或許粘得住，可以或許具有必定的穩固性，這個就要不竭地研討。
丁烈云團隊假想采用的3D打印施工，是先在月表用注漿加固法打地基，然后在地基上打印構造，穹頂采用氣囊放置法固定，再在氣囊上打印穹頂，終極打印成型。這個工藝可以建造各類外形的月球基地構造，但3D打印是個持續經過歷程，存在包養網年夜尺寸構造一次性成型艱苦、耗能年夜等題目。
鑒戒中國傳統砌筑和榫卯銜接方法，丁烈云團隊發明性地提出包養應用月壤燒結出帶有榫卯構造的月壤磚，再停止拼裝建造，經由過程燒結月球磚把一次性成型的風險疏散失落，然后由機械人砌筑，同時用3D打印加大力度銜接來完成構造，防止構造變形。
2021年，科技部將“輕量化可重構月面建造方式研討”列進重點研發打算，成為“工程迷信與綜合穿插”的重點專項。華中科技年夜學成為該項目標首席迷信家單元。月面原位建造面對著極端周遭的狀況的宏大挑釁，包含原位資料單一、無液態水、低重力，月面日夜高達300多攝氏度的溫差，還有每年約1000次2—3級的月震、宇宙射線的強輻射、月面復雜描摹與地質等，這些都讓月球上的建造任務成為極具挑釁的超等工程。
記者：您所做的一切測驗考試的條件，是假定我們是在地球上做，仍是我們假定在月球上做。
丁烈云：起首是在地球上做。在地球周遭的狀況上我們先嘗嘗。我把阿誰跑通，再斟酌各類各樣的極端前提，極端周遭的狀況。真空我們是可以模仿的，我們試驗室里面就有真空，高下溫是可以模仿的，比喻說零下一百攝氏度，零上一百攝氏度，甚至更高點，最難的就是低重力。月球的重力加快度是地球的六分之一，六分之一就是說人在月球上跳得很高，在地球跳不了那么高，可是它會影響在成型經過歷程傍邊的品德，是紛歧樣的。
月壤里含有多種礦物，它們的熔點紛歧樣，需求斷定一個最佳的燒制溫度段，使得“月壤磚”能到達建筑資料所需的強度。但對于丁烈云團隊來說，在地球長進行的各類試驗，一直有一個缺點，那就是無法真正模仿月球的周遭的狀況，尤其是月球的重力周遭的狀況。
丁烈云：下一個步驟應當如許，必定要真正地在月球上往燒磚，燒了以后，再往看它的強度是個什么樣的強度，這個月壤成型的機理，這些紀律是什么，要把這個漸漸地搞明白，才幹夠制訂用什么樣的燒結工藝，可以或許包管月壤磚它的強度是夠的。
記者：假如要真正深刻地輿解這件事，必定要真正的在月球周遭的狀況下往燒磚。
模仿月球的真空周遭的狀況，科研職員將裝有月壤粉末的石墨模具，全體置于真空熱壓爐內停止燒制。燒制一爐模仿月壤磚，大要需求24小時。
丁烈云：燒一次時光不會太長，現實上做熱輪迴試驗的時光很長。
記者：什么叫熱輪迴？
丁烈云：月球下面的一天，是地球下面的一個月。我們要把燒好的磚，要拿到很高的溫度里面往烤，然后又把它拿到高溫里面，就不竭地輪迴，輪迴幾多次以后，看它的機能是不是產生了變更，就花時光很長。
記者：我們都生涯在地球上這么長時光了，春夏秋冬，什么天氣，什么濕度，大師伙都心知肚明，可是恰好在月球上，這一切僅僅是人類無限的記錄，並且沒有人在下面蓋過屋子，也就是說良多前提都不了解，那這些不了解怎么釀成已知呢？
丁烈云：這個仍是要應用人類的研討的結果，就是我們要做學術研討，有時辰頒發論文，為什么要做這件工作呢？現實上把我們研討的結果，全人類來停止共享。那時嫦娥五號的月壤沒有回來的時辰，那我們只能用什么呢？用阿波羅它頒發的這些結果，然后模仿阿波羅的，它帶回來月壤的這種成分。嫦娥五號的月壤回來了以后，我們有的單元先取得了月壤，它也停止了研討，把這個成分就公然頒發了，我們就了解，我們要應用這些結果，不是什么工具，都要從一做起，就是如許你可以在他人研討的基本上，往前邁出一年夜步，做本身最該想做的一些工作。
今朝，丁烈云團隊曾經完成模仿月壤的三種燒結實驗，詳細為真空燒結、惰性氣體燒結、空氣燒結。此中在惰性氣體中燒結強度最高，能到達100多兆帕。而在真空周遭的狀況下，只需求將模仿月壤加熱到1000℃到1100℃之間，就可以完成有用的燒結。假如加壓的話，燒結的時光還可以延長。但是，月壤磚的公道強度，要以月球的周遭的狀況為根據。
2020年12月，嫦娥五號勝利從月球帶回1731克月壤樣品。這是人類初次取得的月概況年青火山巖區樣品，也是中國迷信家第一次擁有屬于本身的地外天體前往樣品。2023年，丁烈云團隊獲得了500毫克嫦娥五號采回的月壤樣品。
停止月面建造方式研討近10年，丁烈云團隊第一次獲得真正的的月壤樣品，這讓他們既愛護又高興。
今朝，國度數字建造技巧立異中間繚繞地外建造展開了三項研討任務，分辨是玄武月球基地的星際樂高拼裝建造、月壺尊建筑3D打印建造和月面著陸墊建造。團隊集結了多學科的跨界人才。
在丁烈云團隊的試驗室里，地球和月球兩條路并行不悖。先生們的研討標的目的觸及城市路況、地下管道、建筑機械人等多個範疇。
持久從事數字建造、工程平安實際與技巧研討，加上擔負年夜黌舍長的經過的事況，丁烈云今朝最追蹤關心的，是培育將來可以或許面臨挑釁、勇于摸索的高本質、綜合性人才。華中科技年夜學土木與水利學院碩士研討生柯美翔，向我們展現的是他們研發的第三代智能化鋼筋綁扎機械人。
記者：假如沒有它，是人用手往綁的，是吧。
柯美翔：對的。由於它是一個重復性的任務，休息強度很高，需求工人哈腰休息，我們團隊就想往研發如許一款機械人，來替換工人停止綁扎任務。
自1969年阿波羅11號勝利完成人類初次登月以來，人類對月球的摸索從未停歇。跟著我國航天科技的不竭提高，我們對月球的認知慢慢加深，摸索的程序也日益加速。此次模仿月壤磚搭乘天船八號進進太空試驗室，將為將來的月球基地扶植供給相干數據支撐。
以後，列國已design多類月面建造構造計劃，重要包含剛性構造、可睜開構造、充氣構造、3D打印構造、砌筑拼裝構造、地下構造等。瞻仰星空、踏踏實實，丁烈云團隊的試驗還在持續。
丁烈云：明天在月球上的這些實驗，是為我們今后走得更遠，供給的某一種更基本的研討，也是把月球作為一個實驗基地，讓人類深空探測可以或許走得更遠。
