在安徽省合肥市的深空探測實(shí)驗(yàn)室里，一場關(guān)于月球建造的“黑科技”實(shí)驗(yàn)正在悄然展開。科研人員通過“月壤原位3D打印系統(tǒng)”，將月球表面的土壤轉(zhuǎn)化為堅(jiān)實(shí)的建筑材料，為未來月球科研站的建設(shè)提供了全新思路。這一技術(shù)利用太陽光聚焦產(chǎn)生的高溫，結(jié)合3D打印工藝，實(shí)現(xiàn)了月壤材料的就地取材與加工。

實(shí)驗(yàn)中，科研人員使用拋物面鏡將陽光聚焦至數(shù)千倍，形成超過1300攝氏度的高溫，再通過柔性光纖將能量遠(yuǎn)距離傳輸至打印區(qū)域。這一過程如同用一支精準(zhǔn)的“光筆”在月壤上書寫，逐步構(gòu)建出磚體或復(fù)雜構(gòu)件。中國工程院院士陳杰指出，未來月球科研站的建設(shè)將圍繞“原位取材、集群智造、自主作業(yè)”展開，旨在減少對地球資源的依賴，實(shí)現(xiàn)地外基地的可持續(xù)拓展。

除了3D打印技術(shù)，我國科學(xué)家還在探索月壤的更多應(yīng)用可能。東華大學(xué)團(tuán)隊(duì)基于嫦娥五號帶回的真實(shí)月壤樣本，通過高溫熔融與真空牽引技術(shù)，成功制備出直徑僅10至20微米的超細(xì)連續(xù)纖維。中國科學(xué)院院士朱美芳表示，團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出適應(yīng)月球極端環(huán)境的自動成纖裝備，為未來制造復(fù)合材料奠定了基礎(chǔ)。深空探測實(shí)驗(yàn)室總工程師史平彥強(qiáng)調(diào)，多技術(shù)路線并行探索是為了應(yīng)對月球環(huán)境的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)，尋找最優(yōu)解決方案。

月球表面環(huán)境復(fù)雜，極端溫差、高真空、強(qiáng)輻射以及帶電月塵對設(shè)備運(yùn)行構(gòu)成巨大考驗(yàn)。未來的月球基地建設(shè)需要異構(gòu)機(jī)器人集群的協(xié)同作業(yè)：勘察機(jī)器人負(fù)責(zé)測繪，運(yùn)輸機(jī)器人搬運(yùn)材料，大型打印機(jī)器人構(gòu)建主體結(jié)構(gòu)，靈巧裝配機(jī)器人完成精細(xì)操作。陳杰認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)這一愿景的關(guān)鍵在于賦予機(jī)器人集群“群體智能”，攻克遠(yuǎn)距離通信、協(xié)同定位、智能規(guī)劃等核心技術(shù)，確保設(shè)備自主高效運(yùn)行。

在國際合作方面，我國已與60余個(gè)國際科研機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系，首個(gè)深空探測領(lǐng)域的國際組織國際深空探測學(xué)會也落戶合肥。中國探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁表示，從月壤中提取氧氣、金屬和水是全球科學(xué)界的共同目標(biāo)，共享知識、協(xié)同攻關(guān)是應(yīng)對地外生存挑戰(zhàn)的必然選擇。

目前，國內(nèi)多所高校已提出月球基地的多樣化設(shè)計(jì)方案。哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)了“三葉草”與“中國星”方案，華中科技大學(xué)構(gòu)思了“月壺尊”方案，重慶大學(xué)則研究利用月球天然熔巖管洞穴建造基地的可行性。根據(jù)國家航天局規(guī)劃，我國計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)中國人首次登月，并在2035年前建成國際月球科研站的基本型。隨著技術(shù)的不斷突破，人類在月球長期駐留的夢想正逐步成為現(xiàn)實(shí)。