美国宇航局公布宇航员月球生活计划:住在月球尘埃制成的玻璃泡里
美国国家航空航天局(NASA)计划让宇航员居住在由月球尘埃制成的玻璃泡泡中。NASA 已经公布了在月球上建造这种玻璃泡泡居所的计划,这些泡泡将由月壤制造而成。据《电讯报》报道,这家美国航天机构正在资助关于就地建造大型球形居住空间的研究。
在抵达月球后,被称为“月球玻璃”的微粒——它是月球土壤或风化层的一部分,与岩石和矿物碎片混合——将从地球收集。材料将使用类似于家用微波炉的技术熔化,并结合一种“智能微波炉”进行处理。这种特殊的炉子将帮助熔化月球尘埃并吹制成玻璃泡泡,然后使其硬化成为透明的大型结构。
自我修复且能量可持续的月球居所
这一想法由美国航天工程公司 Skyeports 提出,该公司已经证明可以利用月尘吹制出玻璃球。虽然他们的实验样品仅几厘米大小,但目标是扩大规模至数百或上千英尺,使其成为宇航员可居住的空间。
用于构建这些球形栖息地的复合材料(预计直径在 300 至 500 米之间)可经过改良,使生成的玻璃具有自我修复性能。这种特殊玻璃由可在受损后重新排列的聚合物组成,例如在遭受微陨石撞击或“月震”导致破裂时自我修复。
此外,这些月球居所可配备太阳能电池板以自行发电。Skyeports 的首席执行官马丁·贝穆德斯博士表示,希望有朝一日能在月球甚至太空其他地方看到由玻璃桥连接的整座玻璃泡泡城市。贝穆德斯说:“我们无法复制地球,但这已经非常接近,也许有一天我们能让它们在轨道上漂浮。”
贝穆德斯一直对太空充满兴趣,并希望利用自己的建筑学经验来探索如何在月球或火星上建造结构。被称为硅酸盐的化学化合物——玻璃制造的常用材料——在月球尘埃中占比高达 60%,这一发现启发了他的思路。进一步研究后,他发现玻璃可以变得不那么脆,甚至比钢还坚固。
大约两年前,他向 NASA 提出了这一提案,NASA 立即批准。目前,这一概念正在 NASA 创新先进概念(NIAC)项目中研究,该项目资助具有改变航天探索潜力的计划。就地建造尤其具有吸引力,因为将物资运送到月球表面成本极高。
可持续太空结构的未来
巨大的气管将用于吹制熔化的玻璃,成型后这些气管还可被回收利用,作为入口结构。内部则会使用月球表面的材料进行 3D 打印建造。Skyeports 选择球形结构是因为其结构上非常坚固,可以均匀分布压力。此外,透明玻璃还能有助于维护宇航员的心理健康。
贝穆德斯解释说:“玻璃在高温下会达到无定形液态状态,在低重力条件下从炉中流出时会自然形成球形。”
与此同时,玻璃中将混入钛、镁和钙等金属以增强强度。研究团队还计划创造具有不同温度层的气泡,以促进冷凝现象。这样的系统可以让宇航员种植蔬菜和植物,从而生成氧气,形成生态循环。
开发团队预计,这样规模的玻璃泡泡能够自行产生足够的电力来维持整个系统运行。吹制技术将于明年一月在热真空舱内进行测试,随后在微重力环境中继续实验。最终,这项技术还将在国际空间站上进行验证,之后几年内可能会在月球上开展实地试验。
在 NASA 研究人类是否能永久居住在月球的同时,宇航员预计很快将重返月球。根据阿耳忒弥斯计划,该机构可能在未来五年内让人类再次登上月球表面,目前正积极寻找合适的居住结构。
贝穆德斯指出:“我们正与时间赛跑,因为阿耳忒弥斯计划进展非常迅速。”
NASA 空间技术理事会的克莱顿·特纳表示:“我们的下一步和重大飞跃取决于创新。来自 NIAC 的概念可能彻底改变我们探索深空、在近地轨道工作的方式,以及保护地球的手段。”
这一研究紧随德国阿伦大学在 2023 年进行的一项研究之后。该研究指出,未来月球上的建筑与道路可以通过激光熔化月尘砖块实现。
NASA 将这项新研究描述为“利用月球玻璃化合物就地熔融并创造大型球形结构的创新方法,与当前的栖息地建造方式相比,这是一次重大飞跃。”
与传统技术(如预制模块、3D 打印、充气系统或复杂组装)不同,这种玻璃吹制结构利用了月球资源,是航天制造领域的革命性进展。
NASA 总结称:“在月球上建造整体玻璃栖息地具有巨大的潜力,这将开启地外自给自足居住的新纪元,为 NASA、航天界以及全人类带来深远益处。”