因地制宜构建将来月球村?德国实验月尘制砖技巧

月球表面遍布松散的月尘,欧洲科学家正在进行实验,看看能否能够将其融化并制成可用于将来月球定居点建立的建筑资料  月球表面遍布松散的月尘,欧洲科学家正在进行实验,看看能否能够将其融化并制成可用于将来月球定居点建立的建筑资料
将类似这样的月尘物资制造为建筑资料,将极大增加从地球向月球运输物资的压力,从而节约成本将类似这样的月尘物资制造为建筑资料,将极大增加从地球向月球运输物资的压力,从而节约成本

  新浪科技讯 北京时间2月7日消息,据英国广播公司(BBC)报道,相信许多读者都对007系列片子很熟悉。此中的一部叫做《007之金枪人》。在这部1974年推出的影片中,007追踪一名绰号“金枪人”(Scaramanga)的杀手和他手上连城的太阳能电站核心部件“苏里斯转化器”(Solex Agitator),这种装备能够将阳光转化为无穷无尽的能源。故事从伦敦一路展开一直到泰国,此中的杀手金枪人也有着非常强大的兵器,然而这部片子却仍然成为了整个007系列中饱受差评的一部。

  当然在这部片子的结尾,依照惯例,“大坏蛋”会向邦德和盘说出他统治世界的邪恶计划:制造一面巨大的镜子,将太阳光聚焦为一道死亡光束。。。

  尽管这样的情节显得老套,但在罗杰·摩尔(Roger Moore)所主演的几部007系列影片中,这的确已经算是绝无仅有的,从技巧上看并不那么天方夜谭的情节了。事实上,德国国家航天局(DLR)的工程师们正致力于实现相似的技巧。

  不过,相比影片中被秘密放置于一个山洞深处的情节不同,德国工程师们制造的这面巨型镜子被放置在德国航天局一座停车场边,用一排低矮围栏圈起来的一个角落里。

  这面巨型镜面聚焦的太阳光将被导入一个太阳光聚能器(Solar Concentrator)。正如它的名字所显示的那样,这一6米高,包括159块六边形镜面的组合体能够将太阳光聚焦为强大的光束。

  这些被聚焦的光芒随后会被指向一个太阳炉,这是一台托盘大小的测试器,在聚焦光芒照射下其温度能够升到超过2500摄氏度,这样的温度已经足以融化金属,包括铁,钢和钛。对于统治世界的阴谋来说,这可真是理想的兵器——更何况这兵器还是绿色无污染的呢!

德国空间局研制的巨型太阳能聚焦装备能够产生超过2500摄氏度的低温,足以融化金属德国空间局研制的巨型太阳能聚焦装备能够产生超过2500摄氏度的低温,足以融化金属

  天文数字

  不过,德国航天局的工程师们对这件超级装备还有着更长远的打算:他们计划应用这台测试太阳炉来计划将来月球村的建立。就在去年,新任的欧洲空间局(ESA)主管詹·沃纳(Jan Woerner)向外界阐述了相干设想。

  关于在月球上建立永久性人类居住点的想法一定不会便宜。在上世纪60~70年代期间将宇航员送上月球并安全送回地球的“阿波罗”计划,依照今天的汇率计算,其整个项目耗资超过了2000亿美元,而该计划所达成的目标也仅仅是将12名地球人送上月球表面并进行短暂停留而已。设想一下,你还必需将大量建立资料和其他物资装备运送到月球表面,这此中涉及的花费金额毫无疑问将会是天文数字。

  德国航天局的资料物理学家马蒂亚斯·斯佩尔(Matthias Sperl)表现:“一项严重挑战便是怎样能够顺利建立一座月球基地,而不必在运送物资方面花费太多资金。”

  数十年来,艺术家,建筑师和工程师们已经提出过许多非常精致的设想,此中的核心理念便是巧妙地就地取材,应用月球上现有的资源建立外观呈穹顶型或是干脆纯粹位于月球地下的永久性居住设施。然而一直到现在,从没有人专门从物理学角度探讨过这样做的可行性。

  斯佩尔表现:“咱们从零开端——设想假如咱们并非出生于地球,但咱们掌握了怎样在月球上建立家园的方法。”

  斯佩尔正在应用他们的太阳炉装备研究月尘的性质,从而确认它们能否的确能够被顺利融化并重新凝结成建筑用的砖块。他说:“在月面上,到处都是月尘,阳光非常强烈,而咱们必需充分应用这些资源。”

  在他的办公室里,斯佩尔展示了一个放满了灰褐色粉末的试管,这些都是模仿月壤——应用地球上成分相近的岩石物资,依照月球岩石成分进行配置得到的模仿资料。

  斯佩尔开玩笑说:“这些模仿月壤恶心得很呢!设想一下海边的沙子和火山灰被搅拌在一起的样子。这些小颗粒的边缘棱角十分粗糙,假如你看过阿波罗宇航员在月面上行走的视频,你就会发现这些月尘会溅的到处都是,因此你应该避免和这些东西打交道。”

或许,德国空间局是从詹姆斯·邦德的片子中获得的灵感?咱们不得而知,但等待着人类月球定居点建成的这一天尽快到来  或许,德国空间局是从詹姆斯·邦德的片子中获得的灵感?咱们不得而知,但等待着人类月球定居点建成的这一天尽快到来

  责任严重

  对于将来生活在月面上坚固而气密的居住间中的宇航员们来说,斯佩尔试管中的这些灰色粉末可不是他们理想中的建筑资料。斯佩尔表现:“这让我感到责任严重。咱们最好能够确保咱们的实验是正确的,只有这样,当咱们的宇航员同事们住进月球上的定居点时才能够在如此恶劣的环境中生存下来。”

  加入斯佩尔的小组成功地将模仿月壤粉末制造成了可用于建筑资料的砖块,那么接下来的一步就将是确认这样的做法在月面上能否也同样能够做到。

  目前他们正在斟酌的选项之一便是在月球表面上部署一台德国空间局那样的太阳炉装备,这样抵达月球表面的宇航员或机器人才能应用这台装备制造出的砖块开展定居点的建立。或许他们还会制造一些带有衔接部位的砖块,以便能够牢牢相扣,就像乐高拼接玩具那样。

  斯佩尔表现:“一旦咱们搞清楚了相干的物理参数,咱们就能够做出决策,究竟是先制造出一块块乐高那样带有衔接部位的‘砖块'再进行拼接会比较好,还是说咱们应该一次性制造出整体预制构造,从而避免衔接处缝隙的出现。”

  假如是后者,那么咱们可能将不得不依赖在月球上应用3D打印技巧,将月尘物资直接制成立体预制构造。在这项技巧上,美国宇航局正在斟酌将来在火星表面进行应用。这样做能够省去砖块衔接部位的密闭和胶合,但却要涉及到将大型3D打印装备安全送上月球表面并正常开展工作的

  工程师们还必需斟酌到月球表面更弱的引力场,因此建筑所应用的砖块或预制构造的强度系数可能并不需要达到地球上建筑资料那么高的要求,这样将大大增加在计划地球建筑时必需斟酌到的许多制约因素。斯佩尔表现:“咱们非常渴望知道土木工程学到了月球上将会怎样变化。或许你将能够计划一些在地球上看来纯粹疯狂的建筑,而那些建筑计划在地球环境下是纯粹做不到的。”

  当然,在以上这些设想变为现实之前恐怕咱们还将不得不等上数十年。但在欧洲空间局内部,人们已经开端感受到一种兴奋感,因为将月尘转化为真实建筑资料的相干基础研究尝试已经开端进行了。斯佩尔说:“这是一件有可能真正实现的事,我非常等待着这一天的到来。”(晨风)

转载自:https://tech.sina.com.cn/d/s/2016-02-07/doc-ifxpfhzq2591303.shtml

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