亨特斯維爾是美國阿拉巴馬州立大學(xué)市政和環(huán)境工程系的主任,同事們都管他叫山姆。他最近發(fā)表了一篇論文,認(rèn)為在月球上使用其固有的材料制造混凝土是可行的。要知道,這本是想在月球常住必須解決的一大難題。
山姆認(rèn)為,月球土純凈、粉末精細(xì),實際上是混凝土的好材料,因為它會讓構(gòu)件里生成的氣泡較少。他說,“材料越純凈,越能做到均質(zhì),而均質(zhì)材料一般強(qiáng)度較高?!?nbsp;
同時,科學(xué)家也知曉在低重力環(huán)境下生成混凝土并不影響其強(qiáng)度。他們發(fā)現(xiàn)1994年奮進(jìn)號航天飛機(jī)的搭載實驗中,地心引力降低使混凝土中生成的空隙較少,材料強(qiáng)度保持不變。
他的實驗也表明,地球上普通混凝土可抵抗每平方厘米280千克的壓力;而月球土做成的混凝土相應(yīng)為407,強(qiáng)度增加了45%。
證實了月球土能用還不夠,還需要找一種結(jié)合劑。在地球上,那是水和水泥。在月球上用水顯然不適合。盡管月球是否有水眾說紛紜,但即便有,它也貴如至寶,會用到其他更有價值的地方去。
山姆和他的團(tuán)隊從不同方向研究不用水的混凝土,如試驗了采用干料混合、再注入蒸汽的方法生成混凝土。這的確有優(yōu)點,水合作用時程較短、最終強(qiáng)度較高,水和水泥的用量也較少。
后來他開始用硫來充當(dāng)結(jié)合劑,配以模擬月球土,進(jìn)行試驗。他知道硫是能勝任的,地球上已經(jīng)有用硫作為混凝土結(jié)合劑應(yīng)用。山姆說,“月球表面并不缺硫。月表土中的硫主要以單硫鐵礦的形式存在,用一系列化學(xué)程序從中提取是可行的?!?nbsp;
試驗中,先將硫加熱到120攝氏度,使之熔化,再加入模擬月球土的粒料,硫和粒料在此溫度充分混合后,注入模具成型。試驗非常成功,同時也表明硫與粒料的正確比例至關(guān)重要,這是達(dá)成最佳機(jī)械性能的關(guān)鍵。
當(dāng)然,他很快又列出許多問號。“在月球上沒有任何事是省心的。極端的環(huán)境溫度、宇宙線、小隕石撞擊,就連混凝土結(jié)構(gòu)如何構(gòu)成這樣普通的問題都必須認(rèn)真審視。”山姆說。
山姆認(rèn)為,月球土純凈、粉末精細(xì),實際上是混凝土的好材料,因為它會讓構(gòu)件里生成的氣泡較少。他說,“材料越純凈,越能做到均質(zhì),而均質(zhì)材料一般強(qiáng)度較高?!?nbsp;
同時,科學(xué)家也知曉在低重力環(huán)境下生成混凝土并不影響其強(qiáng)度。他們發(fā)現(xiàn)1994年奮進(jìn)號航天飛機(jī)的搭載實驗中,地心引力降低使混凝土中生成的空隙較少,材料強(qiáng)度保持不變。
他的實驗也表明,地球上普通混凝土可抵抗每平方厘米280千克的壓力;而月球土做成的混凝土相應(yīng)為407,強(qiáng)度增加了45%。
證實了月球土能用還不夠,還需要找一種結(jié)合劑。在地球上,那是水和水泥。在月球上用水顯然不適合。盡管月球是否有水眾說紛紜,但即便有,它也貴如至寶,會用到其他更有價值的地方去。
山姆和他的團(tuán)隊從不同方向研究不用水的混凝土,如試驗了采用干料混合、再注入蒸汽的方法生成混凝土。這的確有優(yōu)點,水合作用時程較短、最終強(qiáng)度較高,水和水泥的用量也較少。
后來他開始用硫來充當(dāng)結(jié)合劑,配以模擬月球土,進(jìn)行試驗。他知道硫是能勝任的,地球上已經(jīng)有用硫作為混凝土結(jié)合劑應(yīng)用。山姆說,“月球表面并不缺硫。月表土中的硫主要以單硫鐵礦的形式存在,用一系列化學(xué)程序從中提取是可行的?!?nbsp;
試驗中,先將硫加熱到120攝氏度,使之熔化,再加入模擬月球土的粒料,硫和粒料在此溫度充分混合后,注入模具成型。試驗非常成功,同時也表明硫與粒料的正確比例至關(guān)重要,這是達(dá)成最佳機(jī)械性能的關(guān)鍵。
當(dāng)然,他很快又列出許多問號。“在月球上沒有任何事是省心的。極端的環(huán)境溫度、宇宙線、小隕石撞擊,就連混凝土結(jié)構(gòu)如何構(gòu)成這樣普通的問題都必須認(rèn)真審視。”山姆說。