激光融化月壤可在“月球上铺路”

2023-11-16 17:32

《科学报告》10月12日发表的一项概念验证研究表明，使用激光融化月壤能造出更坚硬的层状物质，这种方式可在月球上建造道路和着陆坪。尽管这些实验是在地球上使用月尘替代物进行的，但展示了技术的可行性，表明其可在月球上复现。

月尘是对月球车的一个重大挑战，因为低重力，月尘受干扰后会到处漂浮，并可能破坏设备。因此，像道路和着陆坪这样的基础设施对于月球上缓解尘土问题和促进运输十分关键。但从地球上运输建筑材料成本高昂，有必要使用月球上的现有资源。

德国阿伦应用技术大学、联邦材料研究与测试中心等机构的科学家，此次用二氧化碳激光融化了一种被称为EAC－1A的细颗粒材料（由欧洲空间局研发，作为月壤替代物），以模拟月尘在月球上如何被聚焦的太阳辐射融化成固态物质。团队实验了不同强度和大小的激光束（分别达到12千瓦和100毫米宽），以创造出坚固的材料。但他们发现，采用交叉或重叠激光束会导致破裂。为此他们开发了一种策略，利用45毫米直径的激光束制造出一种边长约250毫米、中央空心的类似三角形结构，它们可以彼此相嵌，在大面积月壤中创造出坚实表面，作为道路和着陆坪。

团队计算出，要在月球上再现这一方法，需要从地球运输一个约2．37平方米的透镜过去，作为阳光聚焦器代替激光。所需设备体积较小，这在未来的月球任务中可能是一个优势。