用月壤盖房子：NASA探索月球3D打印建造技术

为了支持人类在月球和火星上的长期探索，美国国家航空航天局（NASA）正在推动建筑技术的革新。其核心目标是利用“就地资源利用”（ISRU）策略，减少对地球物资的依赖，从而降低发射成本并提升任务可持续性。2025年5月14日，南极熊获悉，NASA的“The Moon to Mars Planetary Autonomous Construction Technology 月球至火星行星自主建造技术”项目（MMPACT），由位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理，并得到了资助，、致力于研究如何通过机器人3D打印技术，使用当地材料建造基础设施，如居住舱、着陆平台和辐射防护层等。



核心技术与材料
MMPACT项目主要使用模拟的月球和火星土壤（即风化层）作为建筑材料，配合水等粘合剂进行混合。这些复合材料不仅适用于建造大型结构，也符合太空环境的特殊需求。早在几十年前，NASA就开始研究这类材料的应用。其中，南加州大学的Behrokh Khoshnevis博士提出了“轮廓成型”（Contour Crafting）技术，在NASA创新先进概念计划（NIAC）的支持下取得了突破，通过逐层挤出熔融风化层和粘合剂，实现大尺寸单体结构的快速建造。

其他关键3D打印方法
除了轮廓成型，Khoshnevis还开发了“选择性分离烧结”技术（Khoshnevis博士被称为“世界3D建筑打印之父”）。这种方法通过热压方式制造小型精密部件，如拼接瓷砖和替换零件，能够在不同重力环境下运行，包括微重力空间站，为未来多场景应用提供了灵活性。


△早期SSS样品，打印于2015年1月

美国德克萨斯州的ICON公司也在积极参与这项技术的发展，ICON曾参与NASA的3D打印栖息地挑战赛，并于2021年在约翰逊航天中心建成了名为“火星沙丘阿尔法”（Mars Dune Alpha）的1700平方英尺原型栖息地。这个设施包含生活区、工作站和公共区域，是NASA“载人健康与性能类比实验”项目的一部分，将持续运行至2026年。

ICON公司还研发了“奥林匹斯”（Olympus）建筑系统，专门用于利用月球和火星本地资源进行建造，系统采用“激光玻璃多材料转化”技术，利用高能激光将风化层熔融成类似陶瓷的高强度结构。2025年2月，ICON还在蓝色起源公司的亚轨道火箭上进行了模拟月壤的测试，将其行为特性与阿波罗任务中带回的真实月壤进行对比，以验证技术可行性。

南极熊点评
随着NASA不断优化这些3D打印技术，人类在月球乃至更远星球建立可持续基地的梦想正逐步变为现实。同时，这些先进技术也正在反哺地球建筑业，为住房短缺、灾后重建等领域带来革命性的解决方案。可以说，3D打印改变了太空探索的方式，也重塑着我们的日常生活。