欧洲空间局(ESA)正支持一项具有开创性的研究项目,该项目由丹麦主导,致力于探索将月球土壤转化为电子制造所需的导电材料。这一突破性尝试旨在减少未来太空任务对地球物资运输的依赖,为月球基地的自主建设提供关键技术支撑。
当前太空探索面临的核心挑战之一是运输成本与有效载荷限制。从地球运送物资至月球不仅需要巨额资金,还会因燃料消耗大幅增加任务复杂度。月球表面广泛分布的风化层为此提供了潜在解决方案——这种由岩石碎屑、尘埃和玻璃微粒组成的物质,既可通过处理提取氧气用于生命维持系统,又能留下富含金属的残余物。丹麦技术研究所与英国公司metalysis合作开展的这项研究,正是聚焦于如何将这些金属残余转化为电子制造所需的导电材料。
作为项目核心成员,metalysis公司开发了独特的熔盐电解工艺。该技术通过将氯化钙电解质加热至800-1000摄氏度,施加电压后使氧气从矿物结构中分离,在阳极释放并收集,同时留下包含钛、铁、铝等元素的金属混合物。公司董事总经理伊恩·梅勒博士指出:"这项工艺最初为钛生产设计,但因其能处理近50种元素且对原料无特殊要求,非常适合月球风化层的加工。"在地球上,该技术已成功应用于生产高纯度钽粉和铝钪合金等高端电子材料。
丹麦技术研究所高级顾问克里斯蒂安·达尔高强调了项目的创新性:"我们正在将月壤的导电成分转化为可直接用于数字打印的材料,这为地外电子制造开辟了全新路径。"研究团队首先利用硬质研磨球将模拟月壤粉碎至合适粒径,随后将导电成分配制成两种关键材料:适用于印刷电子的导电墨水和用于3D打印的导电粉末。这两种材料均能通过增材制造技术在月球环境下复现,为电子元件的现场生产奠定基础。
项目团队计划通过实际演示验证技术可行性。他们将使用去氧后的风化层模拟物制造导电墨水和粉末,并尝试打印简单导电结构。3D打印专家安德烈亚斯·韦耶·拉森表示:"我们的目标是证明这些材料能在月球上直接制造天线等关键组件。"这项研究已获得15.5万欧元资助,作为概念验证项目,其成果将为后续电子制造原位资源利用研究提供重要参考。潜在应用场景包括机器人系统维护、居住舱电气设施建设及通信基础设施构建,显著提升太空任务的自主性与适应性。
此前相关研究已证实月壤作为结构材料的可行性。2025年中国深空探测实验室展示的太阳能熔融系统,成功将月壤模拟物转化为砖块、平台等承重构件。意大利GLAMS项目则开发出适用于极端环境的化学激活风化层粘结剂,生产出具备防护功能的水泥类材料。然而这些研究均未解决电子功能材料的原位制造问题,新项目的突破正在于此——通过将月壤从单纯的结构材料转化为兼具导电功能的复合材料,为月球基地的全面自主建设提供了关键技术拼图。










