科学家们想通过阳光照射月球土壤来建造月球道路

在冰雪中的玫瑰

一幅未来月球路面的效果图。在天空中，你可以看到地球，一名宇航员在前景中，瓷砖在背景中，看起来像是月球的表面。在表面上也可以看到一种结构，(图片来源:Liquifer系统集团)

（）据美国太空网（查尔斯·蔡）：科学家们相信，由于在地球上进行的使用激光爆破模拟月球土壤的实验，有一天月球尘埃可以通过巨大透镜聚集的阳光融合到月球的铺路和着陆垫上。

月球上的尘埃大部分是由月球火山岩组成的，经过数百万年的宇宙冲击和辐射，这些火山岩被炸成粉末。尽管由于反射的阳光，月球在我们看来通常是白色的，但月球土壤实际上大部分是深灰色的。

虽然地球有风和水来侵蚀土壤，但月球没有——所以，在月球尘埃中，“许多颗粒都有锋利的边缘，”德国艾伦大学的航空航天工程师胡安-卡洛斯·吉内斯-帕洛马雷斯告诉Space.com。因此，月球尘埃可能是太空探索的一大隐患。

此外，月球尘埃通常是带电的，“这使得它特别粘，”Ginés-Palomares说。这种粉末的粘性和研磨性意味着“如果吸入，它会对月球着陆器、宇航服和人类肺部造成损害。”

当月球车在月球表面漫游时，防止月尘损坏月球车的一种方法是让月球车在月球上的铺砌路面上行驶。然而，从地球上拖运建筑材料成本高昂，因此研究人员希望尽可能依赖月球资源本身。在一项新的研究中，Ginés-Palomares和他的同事用一种叫做EAC-1A的细颗粒材料进行了实验，这种材料是欧洲航天局开发的月球土壤的替代品。他们想看看聚焦的阳光能否将月球尘埃融化成岩石。

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为了模拟集中的阳光，科学家们用不同强度和大小的激光束进行了实验。这些范围高达12千瓦的功率和大约4英寸(10厘米)宽。研究人员发现，他们可以生产出大约9.8英寸(25厘米)宽、1英寸(2.5毫米)厚的三角形中空瓷砖。他们说，这些可以互锁，在大面积的月球土壤上创建固体表面，用于道路和着陆垫。

先前的研究表明，强烈的阳光或激光束可以将月球土壤融合成致密坚硬的结构。然而，Ginés-Palomares说，以前的实验从未产生过这么大的块，也没有使用过这么大或这么强的光束。

为了聚焦阳光在月球上产生与这些实验中使用的最强大的光束一样强的光束，研究人员计算出需要一个直径约5.7英尺(1.74米)的透镜。



在45毫米激光点上输出3 kW激光功率，强化EAC-1A粉末床内的联锁结构。(图片鸣谢:延斯·günster，BAM)

“通过这种方式，可以用简单的设备在相对较短的时间内在月球上制作瓷砖，”吉内斯-帕洛马雷斯说。

Ginés-Palomares说，未来的实验应该分析这种瓦片在火箭推力下的生存能力，以了解它们是否可以用于着陆垫。他指出，研究人员还可以在模拟的月球条件下测试这种技术——例如，在没有空气和抛物线飞行中重力降低的情况下。“在这些条件下工作对于证明该技术在月球上应用之前的可行性至关重要，”吉内斯-帕洛马雷斯说。

科学家们在10月12日的《科学报告》杂志上详细介绍了他们的发现。