Kinas fjärde månutforskningsfas: Chang'e 8 kommer att utforska lokala material och in-situ 3D-tryckta hus

Den 20 juli 1969 landade den amerikanska rymdfarkosten "Apollo 11" på månen på ett säkert sätt, och astronauten Armstrong landade på månen och lämnade ett mänskligt fotavtryck på månen för första gången. Kina kommer att bygga en permanent omfattande månbas för att förverkliga ett långsiktigt mänskligt boende.

För att förverkliga denna vision, så tidigt som 2004, lanserade Kina officiellt månutforskningsprojektet, som fick namnet "Chang'e-projektet", vilket öppnade upptakten till Kinas mån- och rymdutforskning. Chang'e-projektet är uppdelat i tre faser: "obemannad månutforskning", "bemannad månlandning" och "bygga en månbas".

Ett av månens jordprov som togs tillbaka av chang'e-5

Den 17 december 2020 landade chang'e-5 lander säkert med månprover, vilket indikerar det framgångsrika avslutandet av den tredje fasen av Kinas månutforskningsprojekt och förverkligande av det tredje steget i Kinas planering av "månutforskningsprojektet" av " cirklar, faller och återvänder".

Den 10 september 2022, enligt National Space Administration, har den fjärde fasen av månutforskningsprojektet godkänts av staten. Det kommer att etablera grundmodellen för den internationella månvetenskapliga forskningsstationen och slå igenom och bemästra en rad nyckelteknologier och kapaciteter för konstruktion av månvetenskapliga forskningsstationer.

Enligt National Space Administration kommer den fjärde fasen av månutforskningsprojektet att fortsätta att utföra tre uppdrag inklusive Chang'e 6, Chang'e 7 och Chang'e 8 i inlandet under de kommande tio åren.

Först planerar chang'e-6 att prova och återvända på månens baksida. Chang'e-6 är en säkerhetskopia av chang'e-5. Den har i princip producerats och är planerad att lanseras runt 2024; För det andra kommer chang'e-7 att utföra ett omfattande utforskningsuppdrag av månens topografi, materialsammansättning och rymdmiljö. Chang'e-7 är under utveckling och kommer att lanseras runt 2025; För det tredje, förutom att fortsätta att utföra vetenskapliga utforskningsexperiment, kommer chang'e-8 också att utföra månytexperiment på vissa nyckelteknologier. Chang'e-8 är under utveckling och är planerad att lanseras före 2030.

Renderingar av den internationella månforskningsstationen

Enligt National Space Administration förväntas Kina år 2045 bygga en permanent omfattande månbas på månens yta, förverkliga långsiktig mänsklig närvaro och slutföra omfattande och storskalig vetenskaplig utforskning, tekniska experiment och utveckling och utnyttjande av månens resurser.

Om chang'e-5 och chang'e-6 är forskning om månens jord, är chang'e-7 att hitta en lämplig plats för att bygga en forskningsstation för månforskning, och chang'e-8 är att ytterligare utforska och verifiera möjligheten att bygga en bas på månen, och bygga en grundläggande modell av en forskningsstation för månvetenskap genom 3D-utskriftsteknik.

Effektbild av Chang'e 8

Som ett pilotprojekt för forskning och utveckling av den framtida internationella månforskningsstationen, om uppdraget att ändra-8 kan slutföras framgångsrikt, kommer många efterföljande månprojekt också att kunna genomföras smidigt.

Enligt resursbiblioteket finns det en relativt mogen lösning i Kina att bygga hus på månen genom 3D-utskrift. Nyligen förberedde Huazhong University of Science and Technology framgångsrikt det första simulerade månens jordvakuumsintringstryckprov i Kina, och designade ytterligare månbasbyggnaden som heter "moon pot Zun".

Återgivningar av "moon pot staty" månbas

Månkrukan är formad som ett äggskal, med en längd och bredd på 3 meter. Interiören är ihålig och det finns ingen stödstruktur som en balk; Äggskalet är uppdelat i inre och yttre lager, med en revbensliknande struktur inklämd i mitten för att förbättra stabiliteten; Det inre utrymmet är uppdelat i två lager: det övre lagret är vardagsrummet och det nedre lagret är arbetsområdet.

Schematiskt diagram av inre struktur av "Yuehu Zun"

Den bästa planen som ges av Huazhong University of Science and Technology för närvarande är att kombinera den traditionella kinesiska tegeltillverknings- och murkonstruktionsmetoden med konstruktionsmetoden för 3D-utskrift, och designa och bygga månens ytbas genom att anta metoderna för övergripande prefabricering och montering och lokal utskrift och anslutning.

Först används solenergi eller lasersintring av månjord för att förbereda månjordstenar med tapp- och tappstruktur, som sedan byggs av robotar. Samtidigt används 3D-utskrift för att stärka kopplingen för att undvika strukturell deformation. Oavsett om det är 3D-utskrift eller sintring kan den integreras i roboten "moon spider". Denna 3D-utskriftsrobot ser ut som en spindel på avstånd. Den övre delen är en hybridrobotarm och den nedre delen är en flerbensplattform. Under konstruktionen kan robotarmen även bytas ut mot en 3D-skrivare.

Månens extrema miljö är dock också en stor utmaning för utskrift. För närvarande är månen huzun-projektet fortfarande en laboratorieprodukt och har ännu inte upplevt testet av faktiska uppdrag. Chang'e-8 kommer att verifiera tekniken för 3D-utskrift med hjälp av månjord i den verkliga månmiljön.

Vi ser fram emot det slutliga resultatet. Det är fortfarande åtta år kvar. Kanske med framstegen inom 3D-utskriftstekniken kan bygga ett hus på månen slutföras i ett steg och bli enklare.