月球能源資源的發現和高昂的運輸成本促使人們在利用月球碎石進行建築方面進行創新。韓國研究所已經開發出一種利用微波燒結技術生產堅固、均勻的建築材料的方法，這可以大大降低月球基礎設施建設的成本。

人們對月球作為太空探索中心的興趣與日俱增，但建設上的挑戰依然存在。 KICT 創新地使用月球碎屑和微波燒結技術，為建造月球基礎設施提供了一種具有成本效益的方法。圖片來源：ICON/BIG-Bjarke Ingels Group

月球最近發現了水冰等能源資源，使人們重新關注月球作為永續太空探索中心的潛力。美國國家航空暨太空總署（NASA）也宣布了阿耳特彌斯（Artemis）任務，旨在實現人類在月球表面的長期存在。然而，如何解決基礎設施的擴建問題，如月球基地的建設至關重要。

然而，透過著陸器將建築材料從地球運送到月球表面，每公斤的成本高達120 萬美元。重量直接轉化為成本，因此將建築材料從地球運送到月球幾乎是不可能的。

採用最佳化製程製造的KLS-1 燒結塊的照片和X 光CT 影像。資料來源：韓國土木建築技術研究院

為了解決這個問題，韓國土木建築技術研究院（KICT，院長Kim Byung-Suk）開發了利用月球原地資源生產建築材料的技術。

月球上最容易取得的原地資源是月球碎石，也就是月球表面的土壤。利用月球碎石可以節省成本。月球碎石由細小顆粒組成，可以透過加熱燒結。然而，在太空環境中，考慮能源效率是加熱的關鍵。而微波在能源效率方面尤其具有優勢。

韓國工業技術研究院未來與智慧建築研究部的Hyu-Soung， Shin博士領導的研究小組（Jangguen， Lee博士、Young-Jae， Kim博士、Hyunwoo， Jin博士）利用微波燒結技術，透過加熱和壓實月球碎石模擬物來生產砌塊。

使用微波加熱月球碎屑時，可能會形成局部冷熱點。這些熱點會導致局部熱失控，阻礙均勻加熱和燒結。為了解決這個問題，研究人員制定了一個具有特定溫度和停留時間的階梯式加熱程序。此外，月球碎屑含有包括水在內的揮發性物質。加熱這些揮發性物質會在燒結過程中造成內部裂縫。研究團隊透過在250°C 的真空條件下使用預熱的月球岩石模擬物來緩解裂縫的形成。

為了評估用於建築材料的燒結砌塊的完整性，對生產的砌塊在特定位置進行了鑽孔。鑽孔岩心樣本的平均密度、孔隙率和抗壓強度分別約為2.11 g/cm³、29.23% 和13.66 MPa。相應的標準差分別為0.03、1.01 和1.76，證實了燒結塊的均勻性質。

許多與微波燒結技術相關的太空建設研究都產生了小型或異質燒結體，接下來他們將計劃在太空環境中驗證這項技術，透過在太空條件下進行驗證，可以更好地滿足太空建築、基礎建設日益增長的需求。

編譯自/ ScitechDaily