清華馮鵬教授團隊研建月球基地四期，助推我國探月工程

4 月 8 日，我國鵲橋二號中繼衛星順利發射，加速推進探月工程四期核心任務。該項目主要開展月球資源考察及關鍵技術驗證，旨為后期建立國際月球科研站奠定基礎。自 2017 年來，清華大學馮鵬教授領銜的團隊便專注于月球基地建設研究，協同多院系科研機構開展理論研發與技術創新。近日，團隊就月壤固化成形技術進行詳細評估并成果發表于中國工程院院刊 Engineering。

月壤固化成形作為原位建造（ISRU）的核心環節，是最大程度運用當地資源，減少運輸與維護壓力的關鍵?，F階段，已衍生出約 20 種生產月球建筑材料的技術方式，具體實施條件與能達到的效果亦有所差異。

基本要求是造訪月球的材料須具備經濟性和優良性質，價廉即需減少資源損耗、節約能源且便于機械操作。高效則強調在月球環境下依然穩定耐用，滿足核心性能需求。

科研團隊依照月球建設要求，將基地劃分為四個階段依次實現功能目標：科研站、科考站、駐留地、棲息地。所計劃建設的基地包含三類重要實體目標：

場地部分，依據用途，劃分為強化場地（如航天器著陸臺、柱樁工程）與固化場地（降低月塵損害，提高施工效率與投資收益）兩大類；

防護結構，主要應對月表惡劣環境，如強光照射與月塵侵襲，故需采取建造速度快、成本低、保養少的策略設計；

人類居所，也就是宇航員生活休息的場所，重點在于保證室內氣壓、溫度和濕度適中，防御太空輻射、小隕石沖擊以及為長期任務提供充足的居住空間。

月壤固化成形技術可按顆粒結合原理分成四種類別：反應固化、燒結鍛鑄、粘接固化、約束成形。前三類均借助反應產物銜接、高溫培育或添加劑銜接實現顆粒間的契合，而約束成形則需要整體約束來制造部件。

近期研究提出了一種名為 8IMEM 的評估法，以八項指標明確各項技術在實際應用中的實施程度及其可行性，評分閾值由月球建設的具體要求驅動。

通過實地測試，月壤袋約束成形技術榮獲冠軍，該技術所需材料、設備、能源少，且能迅速制造大體積構件，在大規模原位月球建筑施工中展現出廣闊的發展潛力。

此后便是燒結鍛鑄類技術，該技術基于原地材料加工，包含全面熔鑄工藝，其凝固強度極大，適用于關鍵節點打造；太陽能熔鑄技術，因其能有效收集太陽能源，且能大幅提升能量利用效能，尤適用于低耗能建設環境。