通过烧结由月球与火星风化层制备合成空间砖

利用原位资源利用（ISRU）建立地外栖息地被全球多个航天机构视为长期目标。本工作中，我们研究将烧结作为使用原位风化层材料制造建筑砌块（称为合成空间砖）的潜在途径。通过数值晶格模型系统研究烧结参数，并结合实验观测与烧结后表征，我们提出了针对两种月球模拟物——月球高地模拟物（LHS）与月海尘模拟物（LMS）——以及一种火星模拟物（火星全球模拟物，MGS）的工艺方案。所得砖块在单轴加载下抗压强度最高达45 MPa（取决于所用模拟物）。这些强度远高于低重力下结构应用通常要求的强度。我们通过测量烧结过程中样品尺寸的时间演化指数，间接推断单个颗粒尺度的微观烧结机制。对三种模拟物，体扩散似乎是颗粒合并的主要机制。我们的结果明确有力地支持了将烧结作为在低重力环境中将风化层固结为承重用砖状结构的可扩展方法。