维度网讯,第26届太空资源圆桌会议在科罗拉多矿业学院校园举行,会上有专家提出,人类需要在月球上建立一套专门的建筑规范,以确保未来月球结构的安全性与完整性。
Skidmore, Owings & Merrill公司工程师Nerma Caluk在会议上指出,美国国家航空航天局(NASA)和中国航天机构均计划在月球建设栖息地、着陆垫、设备掩体和高塔,但这些建设在起步阶段可能面临不稳固的问题,有必要借鉴地面建筑经验。
Caluk解释,地球上的结构系统依赖强大的重力加速度,通过基础摩擦和抗倾覆稳定性抵抗地震侧向力。而在月球上,重力场强度仅为地球的六分之一,导致地震惯性力完全由结构质量控制,侧向需求保持活跃,但重力恢复能力显著降低。低矮表面结构存在在风化层界面上平移滑动的风险,较高的垂直结构则面临因重力恢复力矩不足而导致的倾覆脆弱性。
她进一步指出,地面工程中常见的“非弹性耗能”设计方法在载人月球环境中不适用。结构若发生舱门变形或压力密封错位,均可构成关键任务故障,导致灾难性失压。
美国土木工程师学会(ASCE)航天部门已着手制定月球基础设施建设指南。其空间工程与建设技术委员会制定了“基础设施工程、设计、分析与建设(LIEDAC)指南”,旨在应对月震引发的地震问题。Caluk表示,LIEDAC指南描述了月球独特的灾害环境,通过风险分类层级对运行后果进行分类,并确立了目标性能目标,以支持在可辩护的技术基础上进行安全的商业开发。

Caluk还介绍了由NASA小型企业技术转让资金支持的“响应谱分析”,该分析研究了月球地下的固有不确定性。分析结果强调,不论结构的地震设计类别如何,都必须对所有结构进行局部岩土工程现场调查,以识别和减轻月震可能引发的边坡稳定性、总沉降、差异沉降等岩土灾害。

Caluk补充,月球全球场地条件尚未完全了解,负责任的设计实践必须通过严格的现场调查来考虑这种不确定性。她与其团队还研究了最大考虑月震,以验证极端月震事件下的防倒塌能力和整体结构完整性。Caluk总结,NASA在载人航天飞行和任务安全方面的深厚知识,为建立月球基础设施的结构性能标准提供了关键基础,地面工程先例则为不断变化的岩土和地震数据条件提供了经过验证的设计方法。
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