3D打印的月球雷石砖可以承受太空中的极端环境

自从20世纪60年代的第一次太空飞行以来，人类一直梦想着不仅仅是访问外太空行星，而是居住在它们。尽管在月球或火星上生活可能看起来像科幻小说，但这实际上是一些组织正在积极努力的事情，3D打印可能是其成功的关键之一。而现在，它可能离可行性又近了一步。

△一个火星前哨站的概念栖息地

2022年10月29日，南极熊获悉，佛罗里达大学的研究人员已经成功创建了3D打印砖块，可用于建造由月球雷石和盐水制成的阿特米斯基地营的基地。

这当然不是第一次努力将3D打印应用到外太空建造住房。事实上，目前已经有一些项目正在进行这方面的尝试。这包括Redwire公司在国际空间站上进行的测试，以确定月球雷石，或月球表面的土壤和岩石沉积物是否可以用来创造居住环境，美国宇航局目前与AI太空工厂合作进行的3D打印月球居住环境，以及华盛顿州立大学对火星3D打印的研究。然而，到目前为止，它一直是相对假设的。这是第一批显示雷石砖能够抵御外太空极端环境的项目之一。

△月球石板由月球表面发现的松散岩石、灰尘和材料组成（图片来源：美国航空航天局）

3D打印的月球石砖能够经受住极端环境的考验

3D打印月球砖的项目由UCF的技术和航空工程系的Ranajay Goush副教授的研究人员负责，相关成果以题为“Effect ofSintering Temperature on Microstructure and Mechanical Properties of MoldedMartian and Lunar Regolith/烧结温度对模压成型火星和月球风化层微观结构和力学性能的影响”的论文被发表在最近一期的《国际陶瓷》杂志上。主要作者是研究助理Peter Warren，但共同作者包括Nandhini Raju, HosseinEbrahimi, Milos Krsmanovic和航空航天工程教授Seetha Raghavan和Jayanta Kapa。他们试图发现是否可以用这些3D打印的月球雷石砖在月球上建造一个固定的阿特米斯基地营。

相关论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884222027560

为了制造这些砖块，研究团队采用了粘合剂喷射法，其粘合剂由盐水和UCF外岩实验室的外岩粉末制成。粘合剂喷射是一种完美的技术，因为它独特地适用于难以用激光熔化的陶瓷类材料。Ghous进一步指出，这使它在基于雷石的地外制造方面具有巨大潜力。尽管最初的生坯部件相对较弱，但在经过高达1200摄氏度的高温烘烤后，砖块的强度足以满足其用途。

△加州大学机械与航空航天工程学院副教授Ranajay Ghosh和研究生研究助理Peter Warren展示了使用模拟月球和火星雷石及盐水制作的圆柱形砖块（图片来源：UCF）

而结果无疑是有希望的。研究人员发现，产生的圆柱形砖块能够承受高达2.5亿倍地球大气层的压力。这表明，粘结剂喷射在未来可用于太空材料和结构的建造。最重要的是，它表明世界以外的结构将能够使用在太空中发现的资源来建造。通过开辟这条道路，未来的任务可以减少因运输建筑材料而占用宝贵的空间和重量限制，使居住的可能性大大增加。

Ghosh总结说："这项研究有助于空间探索界正在进行的辩论，即在原地利用地外资源与从地球运输材料之间找到平衡。我们越是进一步开发利用丰富的雷石的技术，我们就越有能力在月球、火星和其他行星上建立和扩大未来的基地营地。"