[发明专利]基于未来月球基地的月表式载人月球建筑结构及建造方法

说明书

本发明提供了一种基于未来月球基地的月表式载人月球建筑结构及建造方法，建筑结构包括在地预制的核心舱、在月展开的展开舱和在月建造的外围护层，核心舱包括舱体和三个可移动舱门，展开舱包括工作舱、生活舱和生物舱，工作舱、生活舱和生物舱均为类气凝胶复合功能膜结构，收缩状态的工作舱、生活舱和生物舱各通过一柔性膜收纳层收纳，所有的柔性收纳层均固定在核心舱内，工作舱、生活舱和生物舱分别通过一充气构件与柔性膜收纳层上的控制接头连接，核心舱内布置有集成控制系统，所有的控制接头均与集成控制系统连接；外围防护层设置在舱体外表面及展开状态下的展开舱的外表面。本发明可扩展舱体使用面积大，造价低，质量轻，应用灵活。

技术领域

本发明属于月球居住基地建造技术领域，尤其是涉及一种基于未来月球基地的月表式载人月球建筑结构及建造方法。

背景技术

月球是地球唯一的天然卫星，探索月球是人类对太空环境认知、适应、开发和利用的起点，是人类争取更广阔发展空间的重要途径。月球建筑是月球基地建设的重要基础和各国探索月球空间环境、开发利用月球资源的必要设施，也是我国嫦娥探月工程四期后续月球基地建设的重要内容。月球建筑已成为未来月球基地建设急需突破的瓶颈，开展月球建筑研究具有重大意义。我国亟待提出科学性、系统性、自主性的月球建筑方案，为建设月球基地、实现月球环境长期探索和月球资源开发利用提供基础保障。

月球建筑方案依据建造方式，可归纳为三个类型：预制式、展开式和建造式。其中，预制式为先在地面完整预制建筑然后运载至月球表面进行安装，这种预制式方案通常为金属材料制成的刚性舱，整体来看成熟度较高，技术难度较低，但其提供的工作和生活空间较为有限，仅适用于初期月球基地的建设。展开式为在地面预制建筑核心部分，在月面由建筑核心部分进行展开，能够获得更大使用面积，在尺寸上受运载的约束较小，相比预制式，展开式在相同舱体容积下的质量更轻，扩展性更好，应用也更为灵活，能够有效结合地月建造优势，是现阶段可行性较强的方案。建造式为利用原位材料在月建造建筑主体，需在月完成材料制备和建设安装，这种类型方案技术难度较大，核心关键技术有待进一步突破。

在月球基地建造方面，美、欧、俄、日处于主导地位，提出了诸多形式的月球建筑构想，并通过在地模拟等手段已取得比较大的进展。我国在这个领域尚未提出系统性设计方案。我国现有的月球基地建造形式多为预制式刚性舱，由于受到运载火箭整流罩的限制，刚性舱的尺寸受到限制，相应的内部使用面积也受到限制。若要对舱段进行扩展，需进行多次地月间的物资运输，增加建设成本，随着技术的发展已经逐渐落伍，不能很好地满足使用需求。与此同时，在月球上建设建筑不同于地球，需要考虑极端的月球环境，月球具有高真空、强辐射等特点。月表重力约为地球的1/6，没有大气，昼夜周期长达27天、昼夜温差高达300°C，易受到太空陨石的直接撞击和微粒子的持续轰击，环境极端严酷。

因此针对现有的月球基地情况，在极端严酷的月球环境和既有地月关系条件下，有必要设计一种能够充分利用月球原位资源，精准结合在地成熟建造技术的地月结合的全新的一种基于未来月球基地的月表式载人月球建筑结构。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于未来月球基地的月表式载人月球建筑结构及建造方法，充分利用月球原位资源，精准结合在地成熟建造技术，创新构建月球人机混合遥操作建造体系，实现月球建筑的智能化建造及运行。这种地月结合的形式，能够充分结合在地建造和月球原位资源的双重优势，遵循由地面预制到月面建造、由单体到整体、由低技到高技、由被动到主动的建造原则，通过核心舱在地预制、展开舱体在月展开、外围护层在月建造，综合实现地月建造的有效结合。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：