1. 研究目的与意义

1.本课题研究的背景、目的和意义

一、研究背景

从上世纪60年代以来，人类经历了月面着陆到获得真实月壤的过程。在科技水平和综合国力的不断提升下，我国也开始对月球进行探索计划。根据我国对月球的整体探索战略，我国将探月工程主要分为三个阶段，分别为“绕、落、回”三个基本发展阶段^[1-2]。“绕”阶段：2007年10月发射的“嫦娥一号”完成第一次绕月飞行^[3]；“落”阶段：2013年12月发射的“嫦娥三号”完成月面的软着陆探测和巡视勘察，建立月球探测航天工程基本系统^[4]；“回”阶段：2020年11月发射的“嫦娥五号”实现月壤的无人采样^[5-6]。

月球作为未来太空探索的中转站，拥有丰富的资源^[7],并且可能含有水资源的存在^[8-9]。随着地球上的资源逐渐消耗和生态环境的恶化，各国都在朝向月球寻找新的解决方案。月球拥有丰富的金属和非金属资源，同时与蕴涵有地球上未发现的矿物成分。利用月球上的资源建立可供人类生活的建筑，这是世界各航天强国优先发展的课题之一。

在月球建立基地需要大量的建筑材料，但地球与月球的距离过于遥远，并且技术不足的情况下，无法实现地月之间大量材料搬运。因此，国内外科学家普遍认为利用原为资源进行月球建设可以有效降低月球开发建设的风险和成本^[10]。然而月球极为严峻的环境也带来了巨大的挑战，如极强的宇宙射线和太阳风暴、高真空、1/6地球重力、大温差等不利因素^[11],国内外学者已经开始对月球上采集的真实月壤与地球上仿制的模拟月壤进行对比试验，眼球在月球环境下使用月壤作为建筑材料的可行性^[12]，探寻月壤成型的方法。

2. 研究内容和预期目标

2.本课题的主要研究内容和预期目标

一、研究内容

模拟月壤为原材料进行研究，打开月球基地建设获取的限制，将地聚合物材料原位应用于月球工程建设的构想，探讨月壤制备地聚合物的力学性能及分析固化激励，为月壤的原为资源利用提供参考。

主要研究内容包括；

(一) 干燥模拟月壤粉，水胶比0.25的前提下naoh、na₂sio₄、na₂so₄溶液作为碱激发剂凝聚成型测量凝结时间、流动度、流变性。

3. 研究的方法与步骤

3、课题采用的研究方法、步骤

一、研究方法

无侧线抗压强度试验、三轴压缩试验、matiab及orign等软件

二、研究步骤

（一）实验原材料的准备，原材料主要为模拟月壤粉末和碱激发剂。模拟月壤石块经过人工破碎-破碎机破碎-球磨机研磨三个步骤磨制成粉末，运用磁悬浮搅拌机配制1；5的碱激发剂溶液（naoh、na₂sio₃、na₂so₄三种）。

（二）试样的制备和养护，一定的模拟月壤和碱激发剂混合搅拌5min后可以测量凝结时间、流动度、流变性，前两种测试后试样无用，流变测试后放入摸具分成击实，每一层击实完毕后，对试样表面进行刮毛，然后再放入一层混合料进行击实，反复循环。击打完成后，刮去摸具顶部多余的混合料表面覆盖薄膜，1d后脱模，做好标记，标准养护箱养护。

4. 参考文献

4，本课题主要参考文献

[1]欧阳自远.我国月球探测的总体科学目标与发展战略[j].地球科学进展,2004(03):351-358.

[2]吴伟仁,刘继忠,唐玉华,于登云,于国斌,张哲.中国探月工程[j].深空探测学报,2019,6(05):405-416.

[3]叶培建,黄江川,孙泽洲等.中国月球探测器发展历程和经验初探[j].中国科学:技术科学,2014,44(06):543-558.

5. 计划与进度安排

5.本课题的具体进度安排(包括序号、起止日期、工作内容)

（1）第1周~第2周（2.20~3.5）：查阅文献，撰写文献综述以及开题报告；

（2）第3周~第5周（3.6~3.26）：实验原材料及器材收集及整理，学习实验基本操作方法，进行宏观实验；

（3）第6周~第9周（3.27~4.23）：对宏观实验数据进行分析和总结，并设计微观实验方案，进行微观性能测试。