北京時間12月2日22時,嫦娥五號探測器順利完成月球表面自動採樣,並已按預定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。在約19小時的月面工作期間,嫦娥五號探測器自動完成了鑽具鑽取和機械臂表取兩種「挖土」模式,成功在月球獲取2公斤左右樣品。
為提高採樣的可靠性,工作人員搭建了月球模擬實驗室,通過AR設備傳回的月表真實數據,在地面重建月面地形。重建前後的誤差小於20毫米,與月面採樣場景幾乎一模一樣,嫦娥五號的複製品通過在模擬的月面進行試採,來決定嫦娥五號如何實際採樣。
模擬視頻:看嫦娥五號如何月球挖土
嫦娥五號除了「挖土」的任務外,還要把「土」送回地球,這對於未來「月球基地」建設可謂非常關鍵。包括中國在內的很多國家都在開展建造月球基地的可行性分析,採用月壤進行大規模的3D列印可謂是目前的主流思路。在這種情況下,對建築材料——嫦娥五號採集的月壤進行分析將非常關鍵。
2013年,歐洲宇航局就公布了利用3D列印技術建造的首個「人類生命維持基地」模型藍圖,並聲稱未來機器人完全可使用「月球土壤」建造人類基地。按照設想,建造月球基地的建築材料90%都應該直接在月球上取得,從而減輕從地球上的運輸壓力。
歐洲宇航局「人類生命維持基地」模型藍圖
歐洲宇航局3D列印月球基地概念
2020年,美國宇航局(NASA)斥資1400萬美元用於開發「太空棲息地」技術,並與一家名為ICON的建築3D列印公司合作。按照NASA的聲明,該項目將對一種基於空間的建築系統進行早期研發,以支持未來對月球和火星的探索。
NASA太空建築3D列印設想
採用生物降解聚合物和玄武巖複合材料3D列印的火星基地概念獲得NANA大獎
在我國,類似的計劃也在開展。2019年,國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華表示,嫦娥六號計劃將在月球南極進行採樣返回,到底是月背還是正面,要根據嫦娥五號的採樣情況來確定。嫦娥七號是在月球南極的一次綜合探測,包括月球的地形地貌、物質成份、空間環境進行一次綜合探測。嫦娥八號除了繼續進行科學探測試驗以外,還要進行一些關鍵技術的月面試驗,比如說採用3D列印技術,能不能在月亮上利用月壤建房子等,我們要通過嫦娥八號驗證部分技術,為以後各國一起共同構建月球科研基地,做一些前期探索。
嫦娥五號上升器返回模擬
關於月球科研基地,目前都在論證當中,是個概念性的藍圖,沒有具體方案。現在很多國家包括中國,都提出了相關概念,機器人也好、有人也好,到月球上,如果有更多的探索和開發任務,頻次高了,應該有一個支撐常規探索的基礎設施。這個基礎設施可能是各國貢獻各國的力量,就像我國發射的中繼衛星一樣,歡迎國際同行使用。嫦娥八號只是試驗部分技術、演練部分功能,不是建成月球基地。
同樣,我國登月計劃的最終目的,也不僅是將中國人送上月球,還要在月球表面建立人類可以長期居住的月球站。實地驗證能否利用月球表面的土壤來製造「3D列印」的建築材料,將是嫦娥八號在未來的重要任務之一。