月球砖是一种未来可能用于月球盖房子的建筑材料。2015 年，中国工程院院士丁烈云从无人 3D 打印中得到启发，带领团队从事月面基地建造研究。2021 年底，中华人民共和国科学技术部将 “轻量化可重构月面建造方法研究” 列入重点研发计划，华中科技大学成为该项目的首席科学家单位，为中国开展月球科研站建设以及月球资源开发与利用提供关键技术支撑。

截至 2023 年 4 月，华中科技大学团队已制备出中国首个模拟月壤真空烧结 “月壤砖” 样品。同年 4 月 8 日，首届地外建造学术研讨会在华中科技大学召开，汇聚了百名专家学者。会上，有专家预测在 2028 年前后 “中国超级泥瓦匠” 将登月采用原位建造方式制备第一块月球砖，成为搭建月面基地建筑材料。

目前，华中科技大学丁烈云院士团队已经完成模拟月壤的三种烧结试验，分别为真空烧结、惰性气体烧结和空气烧结，其中在惰性气体中烧结强度最高，能达到 100 多兆帕。真空环境下，月壤砖最佳烧结的温度是 1000℃到 1100℃之间，如果加压的话，烧结的时间花得更少。

2024 年 9 月 1 日，在 2024 年《开学第一课》上，华中科技大学丁烈云院士展示了模拟月壤做出的月壤砖样品，并表示它们可能是未来在月球上建房子的材料。这些样品于 2024 年 10 月搭乘天舟八号前往中国空间站，在太空中完成暴露试验。

制作月壤砖的主要材料为月壤，月壤里含有多种矿物成分，由于它们的熔点不一样，因此需要确定最佳烧制温度，使制作的月壤砖达到建筑材料所需的强度。

电磁感应烧结炉是通过将电能转化成热能的方式，对模具进行加热。在使用的过程中，将月壤的材料放在坩埚中间，就能对其进行均匀加热以及升温。电磁感应烧结炉可以将温度加热至 1000℃以上，通过十分钟左右，就可以烧制出一个长 18 厘米的模拟月球砖。

真空烧结的方式对模拟月壤进行烧结成型，研究人员采用的石墨模具，内部有一个直径 18 毫米的空腔。首先将模拟月壤的粉末装填在内部，以石墨的压头对它进行压实，压实之后，再把它整个组装好；然后连同石墨模具，放到一个真空的烧结炉内部进行烧结。这个烧结炉的真空度可以达到 10 的负 2 次方帕，它主要是采用一种电加热，内部分布有 10 根加热棒，它是硅钼材料，通电之后就可以产生热量。将模拟月壤和石墨放置在炉子内部，热量就可以在抽真空之后，通过热辐射的方式对材料进行加热。研究人员通过一个菲涅尔透镜，把太阳光聚焦在一个点上，通过聚焦点的高温把月壤烧结成砖。在月球上，一个白天的时间是比较长的，有利于在月球上进行太阳能烧结建造。

为了模拟月球的真空环境，科研人员采用了独特的制作方法。首先，将装有月壤粉末的石墨模具整体置于真空热压炉内进行烧制。这个石墨模具内部有一个直径 18 毫米的空腔，研究人员将模拟月壤的粉末装填在内部，并用石墨的压头进行压实，然后组装好。烧结炉的真空度可以达到 10 的负 2 次方帕，采用电加热方式，内部分布有 10 根硅钼材料的加热棒，通电后产生热量。在抽真空后，热量通过热辐射的方式对材料进行加热。烧制一炉大概需要 24 小时。此外，研究人员还通过菲涅尔透镜把太阳光聚焦在一个点上，利用聚焦点的高温把月壤烧结成砖。在月球上，较长的白天时间有利于进行太阳能烧结建造。

在惰性气体中烧结的月球砖强度最高，能达到 100 多兆帕。目前对于惰性气体烧结的具体过程研究资料有限，但可以确定的是，这种烧结方式充分利用了惰性气体的特殊环境，使得月壤在特定的条件下发生物理和化学变化，从而形成高强度的月球砖。

空气烧结是三种烧结方式中强度相对较低的一种。由于空气中的成分较为复杂，可能会对月壤的烧结过程产生一定的影响。然而，具体的影响机制以及空气烧结的详细过程目前还需要进一步的研究和探索。这种烧结方式虽然强度相对较低，但也为月球砖的制作提供了一种不同的选择，在特定的应用场景中可能具有一定的优势。

中国在地面上烧制的月壤砖具有诸多性能特点。首先，月壤砖比普通混凝土坚硬，其抗压强度是普通红砖、混凝土砖的三倍以上，相当于 1 平方厘米的面积上能承受 1 吨多的重量。这一特性使得月壤砖在未来月球基地建设中具有巨大的潜力。

然而，虽然在地面上表现出色，但月壤砖还需要接受月球极端环境的考验。月球上的环境与地球有很大差异，月昼温度超过 180℃，月夜又到 -190℃，极端的温差对建筑材料的热学性能提出了极高的要求。同时，由于没有大气保护，大量宇宙辐射和许多微陨石会撞击到月球表面，还有震动频率高的月震，这些因素对月壤砖的力学性能和抗辐射性能也是严峻的挑战。

为了确定月壤砖是否能经受住这些考验，科研人员将不同成分的月壤烧结成试块，并让其搭乘天舟八号前往中国空间站，在太空中完成暴露试验。通过暴露试验，可以验证月壤砖的力学性能是否会退化、保温和隔热性能如何以及在宇宙辐射的作用下能否经受得住。这些试验结果将为未来月球基地建设提供关键的数据支持。

电磁感应烧结炉在月球砖的制作中发挥着重要作用。它通过将电能转化为热能，对模具进行加热。在使用过程中，把月壤材料放置在坩埚中间，便能实现均匀加热与升温。这种烧结炉可将温度提升至 1000℃以上，仅需十分钟左右，就能烧制出一个长 18 厘米的模拟月球砖。其高效的加热方式为月球砖的快速制作提供了可能。

真空烧结是另一种制作月球砖的重要方式。科研人员采用石墨模具，其内部有一个直径 18 毫米的空腔。首先将模拟月壤粉末装填其中，用石墨压头压实，然后组装好。接着，将其放入真空度可达 10 的负 2 次方帕的烧结炉内。该烧结炉采用电加热，内有 10 根硅钼材料的加热棒，通电后产生热量。在抽真空后，热量通过热辐射的方式对材料进行加热。烧制一炉真空环境的模拟月球砖大概需要 24 小时。这种方式是对月球真空环境的模拟探索，为未来在月球上进行原位建造提供了技术参考。

太阳能烧结则利用了月球上丰富的太阳能资源。研究人员通过一个菲涅尔透镜，把太阳光聚焦在一个点上，利用聚焦点的高温把月壤烧结成砖。在月球上，一个白天的时间较长，这为太阳能烧结建造提供了有利条件。这种环保高效的烧结方式，既降低了能源成本，又充分利用了月球的自然条件，为月球砖的制作开辟了新的途径。

月球砖可用于建造月球家园，如通过机器人砌筑或 3D 打印。目前，我国科研团队已用模拟月壤烧制出月壤砖，未来有望成为在月球盖房子的建筑材料。其中，一种方案是把月壤烧成砖，然后用机器人来进行砌筑，就像搭乐高积木一样建造月球家园；另一种方案是直接用 3D 打印，在月面开展一些结构的快速建造，利用原位材料形成工艺方法，实现在月面进行大规模建造。例如，国家数字建造技术创新中心教授周诚介绍的 “月壶尊”，就是采用整体预制拼装、局部打印连接的方式进行设计建造。

月球砖可储存能量，在白天吸收太阳能，夜晚发电并保护设备免受低温损毁。欧洲空间局（ESA）的研究人员正在规划如何建造月球基地，其中包括用月球尘埃模拟物来进行实验制造砖块。方位空间（Azimut Space）公司的研究小组已成功利用地球上的材料研制出了月球风化层砖，也被称作 “储能” 砖。白天，它们与安装在月球表面的太阳能电池相连，利用电池释放的电流加热并存储能量；夜晚，这些砖块将被连接到热发动机，释放能量进行发电，保护基地设备免受低温损毁。ESA 研究人员称，就地取材将有助于人类进行可持续的永久性勘探。且月球风化层在月球上很常见，不仅可用于储热和发电，也可用来建造未来的栖息地，作为氧气或矿物质的来源，甚至可以制造工具等日常物品。