神舟二十一号飞船返回地球时，不仅带回了神舟二十号的航天员，还携带了一批特殊的科研物品——由华中科技大学丁烈云院士团队研制的“月壤砖”首批样品。这些“月壤砖”在空间站舱外经历了为期一年的暴露实验后，状态良好，引发了全球航天与建筑领域的广泛关注。
“月壤砖”的太空之旅始于2024年11月15日，当时74块模拟月壤烧结而成的“月壤砖”随天舟八号货运飞船进入中国空间站，开启了分阶段舱外暴露实验，实验周期分别为1年、2年和3年。此次随神舟二十一号返回的是编号“R5”的样品单元，属于首批完成1年实验的批次，其余样品将继续留在空间站，接受更长时间的极端环境考验，为后续研究积累更全面的数据。
这款“月壤砖”并非直接使用月壤制成，而是通过分析嫦娥工程带回的真实月壤成分，精准配制模拟月壤，再采用热压成型工艺烧结而成。其设计初衷是为了应对月球极端环境——月球表面昼夜温差可达-190℃至180℃，且长期暴露在宇宙强辐射和微陨石撞击的真空环境中。普通地球建筑材料在这种条件下会迅速出现开裂、强度衰减等问题，而“月壤砖”的核心使命是验证人类能否利用月球表面最易获取的资源，建造出稳定耐用的月球基地设施。
从交接现场披露的信息来看，返回的“月壤砖”在外观与结构上保持稳定，未出现肉眼可见的开裂、变形或表面剥落。这一结果超出预期，因为在空间站400公里轨道环境中，样品需承受与月球相似的强辐射、极端温差循环以及微陨石撞击风险。团队成员周诚教授解释，研制时特别优化了模拟月壤的矿物成分比例，通过调整钙长石、辉石等月球常见矿物的含量，提升了砖块的热稳定性。此次无明显损伤，说明材料的热膨胀系数与抗冲击性能达到了设计目标。
尽管外观无明显变化，但“月壤砖”的核心性能变化需通过后续实验室精密检测确认。研究团队已制定详细的“天地对比研究”方案，重点围绕力学性能、热学性能和抗辐射性能三大维度展开分析。力学性能方面，通过抗压强度测试，对比实验前后“月壤砖”的承载能力变化。此前数据显示，其地面抗压强度是普通红砖、混凝土砖的3倍以上，1平方厘米可承受10余吨重量。若太空暴露后强度衰减率低于5%，则证明其能满足月球基地墙体、地基等核心结构的力学需求。热学性能方面，利用差示扫描量热仪，分析“月壤砖”在极端温差下的导热系数、比热容变化。若其仍能保持低导热性，未来可减少月球基地的温控系统能耗，降低建设成本。抗辐射性能方面，通过检测砖块内部矿物晶体结构变化，判断宇宙辐射是否导致材料出现“辐射老化”。若“月壤砖”晶体结构稳定，则能为航天员提供安全的辐射屏蔽屏障。
此次返回的“月壤砖”还采用了中国传统建筑中的榫卯结构设计，无需额外粘合剂即可实现紧密拼接。从太空实验的角度来看，这种结构在无重力、温差剧烈的环境中，能有效缓冲材料热胀冷缩产生的应力，避免拼接处出现缝隙。交接现场模拟拼装测试显示，经历一年太空环境后，“月壤砖”的榫卯接口仍能保持精准咬合，拼接误差控制在0.1毫米以内。这意味着未来在月球上，机器人可直接利用这种砖块快速搭建基地模块，无需航天员进行复杂的现场调整。
“月壤砖”的顺利返回，不仅验证了材料性能，更打通了“月球基建”的关键技术链路。从资源利用角度来看，若未来能在月球就地取材制作“月壤砖”，将大幅降低航天运输成本。据测算，从地球向月球运送1公斤物资成本约20万美元，而利用月球本土月壤制作建筑材料，可将基地建设成本降低90%以上。目前团队已研发出基于太阳能的月壤烧结设备，利用聚光反射镜聚焦1500℃以上高温，可直接熔融月壤粉末，未来计划通过嫦娥八号任务，在月球表面开展实地制砖试验。
此次实验也为后续航天任务积累了经验。剩余“月壤砖”将继续接受2年、3年的太空暴露，未来可通过可重复使用的昊龙航天飞机、轻舟货运飞船等新型运输工具返回地球，形成“实验-返回-优化”的闭环。同时，“月壤砖”的研究数据也将为嫦娥七号、八号任务提供支撑。嫦娥八号计划在2028年前后发射，搭载作业机器人在月球表面开展“月壤砖”拼接试验，打造人类首个月球原位建造的小型试验基地。
目前我国主导的月球国际科研站已吸引多个国家参与，“月壤砖”技术作为月面建造的核心技术之一，未来可能成为国际合作的重要载体。不同国家可共同参与“月壤砖”的性能优化、设备研发，推动全球航天界形成“月球基建”的统一技术标准。
