极端环境下的行星岩土工程:地外基地建设的规划挑战与模拟
来源:江苏华岩建设有限公司|作者:本站编辑|发布时间:2025-12-16|浏览人次:1

随着深空探测步伐加快,月球、火星等地外天体基地的建设已从科幻步入现实工程研究范畴,“行星岩土工程”应运而生。其规划面临地球上前所未有的极端环境:微重力/低重力、高真空、极端温度循环、宇宙辐射,以及特殊的星壤(如月壤、火星土)力学特性。规划的核心任务是利用原位资源,为宇航员居住舱、科研设施、发射场等提供安全稳定的地基与地下防护结构。

当前技术前沿聚焦于:月壤/火星土的原位利用与改性。规划需考虑如何利用太阳聚焦烧结、微波烧结或聚合物粘结等技术,将松散、具有尖锐棱角的星壤“打印”或固结成稳定的地基板、建筑构件,乃至建造防辐射的穹顶或地下栖息所。这涉及到对星壤工程特性的深入研究,包括其在真空环境下的摩擦、粘聚力、热导率等。地下空间的辐射防护规划是另一重点。利用星壤覆盖形成数米厚的防护层是经济有效的防辐射方案,规划需计算最佳埋深、洞室形状以平衡结构稳定性与防护效能,并评估长期地质稳定性(如月震影响)。这些研究虽处在地面模拟与实验室阶段,但正推动着极端环境下岩土材料学、原位建造机器人、多物理场耦合分析等技术的极限突破,为人类成为跨行星物种奠定基础。

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