研究人员在《科学报告》（Scientific Reports）上发表了一项概念验证研究，说明了使用激光熔化月球土壤的潜力，从而形成一种适合在月球上铺设道路和着陆坪的耐用材料。这项研究是在地球上使用月球尘埃替代物进行的，它表明了这项技术在月球应用上的可行性，不过还需要进一步改进。

一项研究证明了激光熔化月球土壤的潜力，利用现场现有资源在月球上建造道路和着陆坪。

据《科学报告》（Scientific Reports）刊登的一项概念验证研究报告称，利用激光将月球土壤熔化成更坚固、更有层次的物质，就有可能在月球上建造铺设好的道路和着陆坪。尽管这些实验是在地球上使用月球尘埃的替代品进行的，但这些发现证明了这项技术的可行性，并表明它可以在月球上复制。不过，科学家们表示，可能还需要进一步的工作来完善这一过程。

月球尘埃的挑战

偶氮月球尘埃给月球车带来了巨大挑战，因为月球重力水平低，尘埃受到干扰后往往会四处飘散，可能会损坏设备。因此，道路和着陆坪等基础设施对于减轻尘埃问题和促进月球上的运输至关重要。然而，从地球运输建筑材料成本高昂，因此必须利用月球上的现有资源。

PAVER 联合企业利用 12 千瓦二氧化碳激光器将模拟月尘熔化成玻璃状固体表面，以此在月球表面铺设路面。在克劳斯塔尔理工大学安装的设备上，该研究小组实现了 5-10 厘米的光斑大小。通过反复试验，他们设计出一种策略，利用直径为 4.5 厘米的激光束，制造出直径约 20 厘米的三角形空心几何形状。这些形状可以相互交错，在大面积的月球土壤上形成实心表面，用作道路或着陆坪。资料来源：PAVER 联合企业

方法和结果

Ginés-Palomares、Miranda Fateri和Jens Günster用二氧化碳激光熔化了一种名为EAC-1A的细粒材料（由欧空局开发，作为月球土壤的替代品），以模拟月球尘埃如何在月球上被聚焦的太阳辐射熔化成固体物质。

研究人员试验了不同强度和大小的激光束（分别达到 12 千瓦和 100 毫米宽），以制造出坚固的材料，但他们发现，激光束路径的纵横交错或重叠会导致开裂。他们开发了一种策略，使用直径为 45 毫米的激光束来制作三角形、以空心为中心、大小约为 250 毫米的几何形状。作者认为，这些形状可以相互交错，在大面积的月球土壤上形成实心表面，用作道路和着陆坪。

在克劳斯塔尔理工大学安装的设备上，PAVER 联合企业实现了 5-10 厘米的熔化模拟月球尘埃的点尺寸。通过反复试验，他们设计出一种策略，使用直径为 4.5 厘米的激光束来制作直径约 20 厘米的三角形空心几何形状。这些形状可以相互交错，在大面积的月球土壤上形成实心表面，用作道路或着陆坪。资料来源：PAVER 联合企业

在月球上实施

根据作者的计算，要在月球上复制这种方法，需要从地球上运来一个约 2.37 米见方的透镜，代替激光器充当太阳光聚光器。所需的设备体积相对较小，这将是未来月球任务的一个优势。