欧洲航天局“太空砖”创新：为月球建设铺路

   欧洲航天局（ESA）已启动了一个创新项目，利用月球风化层开发三维（3D）打印的“太空砖”，这可能会彻底改变月球上的建筑结构。这项涉及3D打印和受乐高启发的模块化技术的计划不仅推动了空间工程领域的发展，而且在知识产权（专利）方面也有重大的意义。

       理念：利用月球资源进行建造

       ESA的“太空砖”项目的核心是原位资源利用（ISRU）的理念。这一理念既简洁又具有深远的意义。未来的月球基地可以使用月球表面现成的材料来建造，而不是将建筑材料从地球运输到月球——这一过程将是非常昂贵且在物流方面具有挑战性的。

      月球表面覆盖着一层岩石和矿物碎片，被称为风化层。这种材料是由陨石撞击和其他地质过程在数十亿年的时间里形成的，并有可能成为月球结构的主要建筑材料。然而，在地球上，真正的月球风化层材料的稀缺对ESA希望测试这一理念的科学家构成了重大挑战。

       创新解决方案：基于陨石的月球风化层模拟物

       为了克服真正的月球材料的缺乏，ESA的科学家们设计了一个巧妙的解决方案。他们通过研磨一块有45亿年历史的陨石创造出了月球风化层模拟物。这种方法使他们能够近似地模仿实际月球风化层的特性，为他们的实验提供逼真的材料。

      使用陨石尘作为风化层模拟物本身就具有创新性。它展示了太空研究中必要的创造性思维。在太空研究中，科学家们必须经常找到创造性的方法在地球上复制地球外的条件。这些技术本身就有可能获得专利。

       3D打印技术：从陨石尘到砖块

       凭借他们的月球风化层模拟物，ESA的科学家们采用了另一项尖端技术：3D打印。他们使用基于陨石的混合物来3D打印乐高风格的砖块，展示了增材制造技术在月球建造中的潜力。

       选择类似于乐高的积木设计既实用又充满灵感。与塑料砖块一样，这些太空砖的设计也是互锁的，可实现模块化建造。这为设计提供了灵活性和轻松修改结构的能力，这在不确定和具有挑战性的月球环境中是一个至关重要的优势。

       这样制作出来的太空砖虽然在外形上与乐高积木相似，但却有其独特的特性。它们的质地更粗糙，并采用单一的“太空灰”色，反映了它们的成分和制造工艺。这些特性对于理解用这些砖块建造的结构在月球环境中的表现是不可或缺的。

       测试和实验

       太空砖的模块化性质使ESA的工程师能够进行广泛的测试和实验。ESA的科学官员艾丹·考利（Aidan Cowley）称：“没有人在月球上建造过结构体，所以能够用我们的太空砖灵活地尝试各种设计和建造技术，这真是太棒了。”

      这一阶段包括测试结构设计，评估砖的强度和耐久性以及探索不同的建造技术。从这些实验中收集的数据对于设计实际的月球栖息地和其他结构将是非常宝贵的。

      使用这些砖块快速进行原型设计和测试不同设计的能力代表着一个显著的优势。它使研究人员能够在投入全面建设之前识别潜在的问题并进行优化设计，从而有可能在未来的月球任务中节省大量的时间和资源。

       知识产权及专利的影响

       ESA太空砖的开发也开辟了知识产权的新领域。这种新颖的月球建筑材料和方法提出了几个潜在的专利保护领域：

       2、3D打印技术：用于从模拟材料中创造结构合理的砖块的特定3D打印技术可能会受到专利保护，这可能包括打印参数、任何特殊设备修改或后处理技术；

       3、砖块设计：虽然互锁砖块的一般概念并不新鲜，但针对月球条件和3D打印进行优化的特定设计可能会获得专利，这可能涵盖诸如精确的联锁机制、尺寸比例或为月球使用而设计的特殊功能等方面；

       4、建造方法：为在月球条件下使用这些砖组装结构而开发的新技术可以申请专利，这可能包括确保稳定性、密封接缝或与其他月球基底组件集成的方法；

       5、测试协议：为在模拟月球条件下测试和验证这些砖块的性能而开发的方法也可能受到专利保护。

       潜在挑战

       为这项技术申请专利的一个潜在挑战是执法的地域管辖权问题。传统的专利法是以国家或司法管辖区为基础，但月球不受任何单一国家主权的管辖。1967年《外层空间条约》（Outer Space Treaty）宣布，外层空间的探索和利用应造福全人类。这就提出了如何处理月球技术专利的复杂法律问题。

      公众参与和教育

      为了将科学研究与公众参与联系起来，ESA与乐高合作，于2024年6月24日至2024年9月20日期间在包括英国、德国和美国在内的全球选定的部分乐高商店展示其中一些太空砖。

       通过将这些太空砖与人们熟悉的乐高产品一起展示出来，ESA正在使公众，特别是儿童能够接触到最前沿的太空研究。这种方法可以激发年轻人对科学、技术、工程和数学（STEM）领域和太空探索的兴趣，从而为培养出下一代太空科学家和工程师提供可能。

       地球外的创新：展望未来

       ESA的“太空砖”项目代表了地球外建筑和资源利用领域的一个重大进步。通过将创新材料科学、3D打印技术和灵感设计相结合，ESA的科学家们为未来的月球建造方法创造了一个可感知的的原型。

       该项目不仅展示了就地利用月球资源的潜力，而且突出了在太空探索中创造性地解决问题的重要性。与乐高建筑的相似之处既服务于实用的科学目的，又提供了一种与公众建立联系的有吸引力的方式。

       展望未来，当人类扩展月球任务和潜在的居住计划时，像ESA的太空砖这样的创新将发挥至关重要的作用。它不仅代表了一种建筑材料，更代表了一种思考人类如何在地球之外生活和工作的新方法。该项目证明了人类的聪明才智以及对拓展太空边界的不懈追求。（编译自www.lexology.com）

（来源：中国保护知识产权网）