随着全球航天机构纷纷推进月球探索计划，如何在月球表面实现可持续建设成为关键议题。美国国家航空航天局（NASA）的阿尔忒弥斯计划、俄罗斯主导的国际月球科研站（ILRS）以及欧洲空间局（ESA）的月球村构想，均将建立长期驻留基地作为核心目标。在这一背景下，佛罗里达大学的研究团队提出了一种创新方案——利用激光技术将月壤转化为建筑材料，为月球基地建设开辟新路径。
该研究由材料科学与工程系副教授维多利亚·米勒博士领衔，团队成员包括内森·弗里普、魏天辰和本杰明·贝格利等研究人员。他们开发的激光成形技术通过高能红外激光束加热材料表面，使其在无物理接触的情况下发生塑性变形。这一过程无需模具或重型机械，显著降低了太空制造的装备需求。研究团队在月壤模拟物上进行的实验表明，该技术可高效将月壤转化为玻璃状结构，弯曲精度达到毫米级。
传统太空建造面临两大挑战：一是从地球运输建筑材料的成本高昂，二是月球极端环境对设备可靠性的要求。米勒团队的技术通过原位资源利用（ISRU）理念破解了这些难题。"在地球上，我们习惯用机械加工材料，但太空任务中每增加一公斤载荷都意味着数万美元的额外成本。"米勒解释道，"我们的实验显示，激光成形技术能使宇航员直接利用月壤制造工具和建筑构件，无需等待地球补给。"
这项研究得到美国国防高级研究计划局（DARPA）资助，重点探索不同大气条件对激光加工的影响。实验数据显示，在真空环境中，激光能量传输效率比地球大气环境提升约40%，这为月球表面应用提供了重要参考。团队开发的预弯曲延迟控制算法，可精确预测材料在激光作用下的变形轨迹，确保加工精度满足建筑结构要求。
欧洲空间局的国际空间站实验为该技术提供了实践验证。2020年，ESA在轨道实验室成功3D打印出首个金属部件，证明太空微重力环境下的增材制造可行性。佛罗里达大学团队正与ESA合作，将激光成形技术扩展至金属材料加工。初步测试显示，该技术可在钛合金表面形成复杂曲面结构，误差控制在0.1毫米以内。
这项突破不仅服务于太空探索，也为地球制造业带来革新机遇。米勒团队正在探索将激光成形技术应用于柔性电子制造和国防装备维修领域。与传统数控机床相比，激光加工设备重量减轻70%，能耗降低50%，特别适合偏远地区或应急场景使用。在住房建设领域，该技术可实现建筑构件的现场定制化生产，大幅缩短施工周期并减少材料浪费。
随着月球基地建设进入工程实施阶段，激光成形技术正吸引越来越多航天机构的关注。NASA已在其2024年技术路线图中将该技术列为优先发展项，中国国家航天局也在开展类似研究。这项起源于折纸艺术灵感的技术创新，或许将成为人类在月球建立永久定居点的关键突破口。
