当探月梦照进现实，你会怎么做？ _奇闻异事

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土壤谁都见过，建房子也不稀奇，但当地点换到月球呢？在古人的幻想中，月球上有“广寒宫” ，有“琼楼玉宇” ，那么现实里月球的土壤是什么样的？要怎样在月球上建立落脚点？有了落脚点之后，我们又可以在月球上做什么呢？
近日，清华大学科学博物馆举办科博沙龙“当探月梦想照见现实——从科博‘月壤’展谈起” ，邀请清华大学土木工程系主任、教授冯鹏，清华大学首批月壤样品使用责任人、水利水电工程系副教授崔一飞，清华大学天文系副教授蔡峥，分享月壤研究背后的故事，畅想怎样在月球上建房子，探讨探月研究对人类未来的影响力。
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月壤和地表土有什么不同？
“已有数据显示，月球表面几乎全部被不同厚度的月壤所覆盖，月海区月壤平均厚4~5米，高地区平均厚约10~20米。 ”崔一飞副教授在《月壤物理力学特性研究及其工程应用价值》演讲中这样说道。

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基于对人类历史所获取月球样品的分析，科学家们发现组成月球样品的颗粒类型主要包括矿物碎屑、原始结晶岩碎屑、角砾岩碎屑、玻璃物质、粘合集块岩和陨石碎片等。这些月壤颗粒主要通过陨石和微陨石撞击、宇宙射线和太阳风持续轰击以及大幅度昼夜温差变化导致岩石热胀冷缩的共同作用而形成。
与崔一飞的月壤演讲交相辉映的，是沙龙外正在展出的“天质自清华——来自月球的问候”展览。展览中展出了来自月球上的两枚细小灰黑色角砾岩颗粒的图片。尽管它们看上去很不起眼，但依旧令观展者激动不已。因为它们来自距地球384402千米之外的月球，来自一个与我们的认知截然不同的地方，它无比珍贵，又异常神秘。

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那么月壤颗粒究竟与地球土颗粒有什么不同？
沙龙现场，崔一飞表示：地表土因岩石经受物理、化学风化以及沉积、搬运作用形成，由土颗粒骨架、孔隙水和孔隙气三部分组成，为典型的三相材料。特定类型地表土的组成颗粒形态复杂度低，矿物和化学成分组成相对单一，在降雨、冻融和地震等外部环境作用下其变形和破坏过程主要受土、水、气三相耦合作用控制。而月壤是月球岩石空间风化的产物，由于特殊的月表环境（如陨石撞击、翻耕效应、极端温度变化、低重力、超真空、电磁环境等），月壤主要由土颗粒骨架组成，在两极地区可能有水冰成分，为特殊的固态颗粒材料。此外，月壤组成颗粒形态复杂度高，颗粒类型多，加之月表复杂的环境因素，使得月壤的物理力学特性明显不同于地表土。
因此，崔一飞研究团队寄希望于通过在颗粒和材料尺度层面深入研究月壤的物理力学特性，在此基础上进一步探讨月壤的工程物理力学特性，以服务于未来我国深层次探月工程需要。这也是当前有限月球样品条件下研究月壤物理力学特性的一大优势所在。
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怎么在月球上建房子？
苏轼曾经在《水调歌头》中写道：“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。 ”在中国神话中，月亮上有一座著名的建筑——广寒宫，而在古人的想象中，广寒宫无比豪华恢弘。但在“嫦娥五号”落地后拍摄的月球表面照片中，我们能看到月球其实非常荒凉。那么，假如有人告诉你“在未来的30~50年里，人类将可能在月球上建造城市，甚至去旅游度假” ，你想要如何打造这座“广寒宫”呢？这是冯鹏教授在报告《在月面上盖房子——月面建造的结构与材料》中的开篇，瞬间点燃了观众们的热情。

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2021年3月，中俄两国政府正式启动国际月球科研站项目的合作。冯鹏介绍说，月球科研站即在月球表面和/或月球轨道上建设的可进行月球自身探索和利用、月基观测、基础科学实验和技术验证等多学科多目标科研活动的长期自主运行、远景有人参与的综合性科学实验设施。
那么，这座房子究竟该怎么建？冯鹏指出，首先需要明确的是，在月面上建造是无人化、自动化的，面临着五大挑战。
五大挑战：
大温差，月面温度最低为-220℃以下，最高达120℃以上，因此建筑需在极端温度下正常工作；