祁浩然，楊明偉，張新嶺，張 燕*，武博涵，劉金剛

（1. 中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083；2. 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京 100094）

0 引言

近年來，隨著人類空間探索活動的日益頻繁，重返月球并且建立可持續(xù)使用的人類棲息地或居住艙的計(jì)劃逐漸成為多國重要的空間任務(wù)之一[1]。美國航空航天局（NASA）于2019 年發(fā)布了旨在將人類重新送上月球的Artemis 計(jì)劃，并將在月球上建立人類永久基地，以完成更多的科學(xué)和探索任務(wù)，包括以月球?yàn)椤爸修D(zhuǎn)站”前往火星[2]。歐洲航天局（ESA）逐步開展了LUNA 月球村計(jì)劃[3]。我國的探月計(jì)劃也在有條不紊地開展中[4]。實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的關(guān)鍵步驟之一是人類月球棲息地或居住艙的設(shè)計(jì)與建設(shè)[5-10]。以NASA 為代表的研究機(jī)構(gòu)經(jīng)過數(shù)十年的論證，一類“充氣式月球居住艙（inflatable lunar habitat, ILH）”的設(shè)計(jì)思想逐漸得到廣泛認(rèn)同[11]。該設(shè)計(jì)思想與其他幾種設(shè)計(jì)方案，包括“預(yù)集成式模塊”（如美國Apollo 月球模塊等）以及“原位利用月球資源建造”等，相比具有操作靈活性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。綜合考慮運(yùn)輸、存儲及可靠性等因素，ILH 成為目前最具應(yīng)用前景的月球居住艙設(shè)計(jì)方案之一。

受到微重力、高低溫循環(huán)、太陽與宇宙射線輻照、月塵等空間環(huán)境因素的影響，ILH 對其相關(guān)材料的綜合性能提出十分苛刻的要求[12-14]。作為ILH的最外層，蒙皮部位與月球空間環(huán)境直接接觸，受到各種環(huán)境因素侵蝕的程度也最高，因此ILH 蒙皮的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與相關(guān)材料的選型對于ILH 的建設(shè)具有重要的影響。本文對近年來國外以NASA 為代表的研究機(jī)構(gòu)對ILH 蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其相關(guān)材料研究的進(jìn)展情況進(jìn)行綜述，旨在為我國未來月球居住艙及其關(guān)鍵高分子材料的發(fā)展提供借鑒。

1 充氣式月球居住艙發(fā)展歷史

在ILH 的研究發(fā)展中NASA 一直居于領(lǐng)先地位，迄今為止已經(jīng)發(fā)展了幾代ILH。早在1967 年，在Apollo 計(jì)劃中，為了延長航天員乘組在月球表面的停留時間，NASA 與Goodyear 宇航公司共同設(shè)計(jì)并建造了“停留時間延長模塊（stat time extension module, STEM）”，預(yù)期支持2 名航天員在月球表面停留8～30 天。該模塊呈圓柱形，直徑2.1 m，長5.3 m，容積為14.6 m3，重量為148 kg。該模塊采用充氣式結(jié)構(gòu)，充氣壓為5 psi（34.5 kPa）。其居住艙壁由4 層材料組成，從內(nèi)到外分別是密封氣囊、結(jié)構(gòu)層、泡沫微塵屏障層以及外部蒙皮。全尺寸的STEM 實(shí)物模型于1968 年建成，但該計(jì)劃最終于1991 年終止。

隨后，在1986 年—1989 年期間，NASA 約翰遜航天中心（JSC）實(shí)施了“月球基地系統(tǒng)研究”項(xiàng)目。期間開展了“充氣式月球居住艙”課題，研究如何讓航天員在月球表面生活與工作，并為此設(shè)計(jì)了一種球形氣動居住艙模塊，該模塊直徑16 m，總體積達(dá)到2145 m3，可容納6～12 名航天員；內(nèi)部裝有籠形結(jié)構(gòu)，用于支撐地板、墻壁以及實(shí)驗(yàn)儀器。整個居住艙共分為5 層：最底層是航天員房間與生命保障系統(tǒng)；第2 與第3 層是任務(wù)區(qū)與操作室；第4 層為實(shí)驗(yàn)室；最頂層為觀察室與甲板。該模塊的建造材料選擇了杜邦公司的Kevlar?纖維。

“月球基地系統(tǒng)研究”項(xiàng)目之后，1989 年—1990 年期間，美國勞倫斯?利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）與ILC Dover 公司合作開展了“勞倫斯?利弗莫爾月球基地”計(jì)劃，進(jìn)行人類月球探索中充氣式居住艙的建設(shè)研究。該計(jì)劃設(shè)計(jì)的居住艙采用剛性部件與柔性充氣式部件并存的結(jié)構(gòu)，其中，剛性結(jié)構(gòu)使用金屬材料，柔性結(jié)構(gòu)采用高分子薄膜。該居住艙直徑3.5～5 m，長度17 m，充氣壓為7.5 psi（51.7 kPa）。

1996 年—1997 年期間，NASA 約翰遜航天中心與ILC Dover 公司在“人類月球返回研究（HLR）”計(jì)劃框架下，開展了充氣式月球居住艙的研究。該居住艙被設(shè)計(jì)用于2 名航天員在月球表面停留6 天的任務(wù)，采用“剛?cè)岵?jì)”的結(jié)構(gòu)，包含柔性復(fù)合材料艙段以及剛性纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料端蓋，并且使用了多層絕熱結(jié)構(gòu)，其建造材料包括Elastica?（織物）、Vectran?（紗線）、涂層織物以及聚氨酯（涂層）等多種高分子材料。該居住艙設(shè)計(jì)直徑2.3 m，長3.6 m，充氣壓為8 psi（55.2 kPa），其展開前后的外形如圖1 所示。

圖1 HLR 計(jì)劃的充氣式月球居住艙展開前后示意Fig. 1 Schematic diagram of the ILH designed in HLR plan before and after expansion

1998 年，NASA 和ILC Dover 公司在約翰遜航天中心展示了他們成功研制的TransHab 居住艙（見圖2[15]），其展開直徑7 m、長9 m、艙內(nèi)壓力101 kPa 。該居住艙制造過程中使用了大量高分子及其復(fù)合材料，如作為外部絕熱層的Mylar?材料、作為微流星體與空間碎片防護(hù)層的泡沫橡膠、作為防彈Kevlar?纖維內(nèi)襯的Nextel?織物、作為內(nèi)部抗磨防護(hù)的Nomex?纖維布等。

圖2 TansHab 充氣式居住艙外觀及所用材料Fig. 2 Appearance and materials used for TansHab inflatable habitat

進(jìn)入21 世紀(jì)以后，眾多大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)先后開展了多項(xiàng)針對充氣式月球居住艙的研究計(jì)劃，包括“Kopernikus 月球基地”計(jì)劃（奧地利維也納技術(shù)大學(xué)，2002）、“Tycho 月球基地”計(jì)劃（奧地利維也納技術(shù)大學(xué)，2003）、“Mobitat”計(jì)劃（NASA，2004）[16]、“Moonwalker 月球基地”計(jì)劃（奧地利維也納技術(shù)大學(xué)，2005）等。2007 年，在NASA 與ILC Dover 公司聯(lián)合推出的“智能柔性月球居住艙（InFlex）”計(jì)劃中，充氣式居住艙得到快速發(fā)展[17]。從圖3 所示的InFlex 充氣式月球居住艙模型可以看到，其由2 個單元組成，仍然采用“剛?cè)岵?jì)”的結(jié)構(gòu)。

圖3 InFlex 充氣式月球居住艙模型Fig. 3 The InFlex inflatable lunar habitat model

2010 年，NASA 與ILC Dover 公司繼續(xù)深入合作開展了X-HABab 計(jì)劃[18]。該計(jì)劃的目標(biāo)是研發(fā)輕質(zhì)可充氣式結(jié)構(gòu)，從而滿足在月球建設(shè)可膨脹式居住艙的需求。從圖4 所示的X-Hab 充氣式月球居住艙可以看出，其由2 個剛性端蓋以及可壓縮于端蓋之間的柔性中間艙段組成。該居住艙展開前的長度為5.2 m，在月球建筑點(diǎn)展開后長度可達(dá)到10 m。其柔性艙段由Vectran 材料（一種高性能聚芳酯液晶聚合物纖維）制成，壓力氣囊由特種涂敷的纖維制成，充氣壓為9 psi（62.1 kPa）。

圖4 X-Hab 充氣式月球居住艙Fig. 4 The X-Hab inflatable lunar habitat

ILC Dover 公司與NASA 合作先后開發(fā)了TransHab、InFlex、X-Hab 等幾代充氣式月球居住艙。該公司是一家專業(yè)生產(chǎn)空間及軍用材料及產(chǎn)品模塊的公司，其生產(chǎn)的用于空間領(lǐng)域的充氣式產(chǎn)品包括宇航服、居住艙、制動器、太陽電池陣列屏蔽傘和薄膜天線等，如圖5[19]所示。這些產(chǎn)品的生產(chǎn)大多使用了高分子及其復(fù)合材料。

圖5 美國ILC Dover 公司的空間領(lǐng)域用充氣式產(chǎn)品Fig. 5 Inflatable products for space product by ILC Dover,USA

2 充氣式月球居住艙蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇

近年來隨著國際上月球探測計(jì)劃的不斷實(shí)施，對于ILH 的研究也得到快速發(fā)展。ILH 主要由外層保護(hù)結(jié)構(gòu)（蒙皮）以及內(nèi)艙兩部分組成，其中蒙皮承擔(dān)著保護(hù)居住艙免受外部惡劣空間環(huán)境侵襲的任務(wù)，在ILH 的設(shè)計(jì)與制造中占有重要地位。

ILH 蒙皮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和材料選擇需要綜合考慮多種因素，包括月球空間環(huán)境，居住艙壓縮、運(yùn)輸與展開工藝以及質(zhì)量載荷等。月球空間環(huán)境因素主要包括微重力、高真空、高低溫交變、高能粒子輻照、宇宙射線、高速微流星體與空間碎片、月塵與月壤等[20-23]。這些空間環(huán)境因素對于材料的影響機(jī)制不同，例如高真空環(huán)境會引起有機(jī)材料的脫氣，太陽粒子與宇宙射線輻照會引起有機(jī)材料的降解，微流星體撞擊會引起材料的物理破壞，月塵吸附會引起材料的磨損等。因此從材料角度出發(fā)，設(shè)計(jì)時要根據(jù)居住艙總體設(shè)計(jì)思想，充分考慮相關(guān)材料的密度、強(qiáng)度、柔韌性、耐高低溫穩(wěn)定性、氣體透過率、耐輻射及耐磨性等。

2.1 ILH 蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前ILH 的蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案主要包括如下幾類。

1）美國NASA/ILC Dover 的X-Hab 設(shè)計(jì)方案。X-Hab 蒙皮防護(hù)結(jié)構(gòu)如圖6 所示，各層所用材料為：內(nèi)部防火層——200 旦阻燃超強(qiáng)防撕尼龍；氣囊——200 旦聚氨酯涂覆尼龍；阻擋層——420 旦疊層尼龍布；阻擋層邊界——2 英寸寬，2495 kg 級別尼龍織物；絕熱層——6 英寸厚玻纖絮；防輻射層——0.1524 mm 厚聚乙烯薄片；微流星體防護(hù)層——1000 旦耐磨Cordura?（高韌性尼龍66 纖維）。

圖6 X-Hab 充氣式月球居住艙防護(hù)結(jié)構(gòu)Fig. 6 Protective structure of X-HAB inflatable Lunar habitat

2） 仿歐洲先進(jìn)屏蔽（ European Advanced Shielding, EAS）機(jī)構(gòu)為國際空間站哥倫布實(shí)驗(yàn)艙設(shè)計(jì)的防護(hù)罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。該防護(hù)罩為多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖7 所示），最外層采用金屬鋁（Al 6061-T6，2.5 mm 厚），內(nèi)部緩沖層采用Nextel?纖維（Nextel?312 AF-62，4 層）與Kevlar?纖維（Kevlar?129，18 層）復(fù)合體，二者之間通過環(huán)氧樹脂（Brochier?914）黏合，最內(nèi)層是金屬鋁（Al 2219-T851，4.8 mm厚）保護(hù)的實(shí)驗(yàn)艙。

圖7 國際空間站哥倫布實(shí)驗(yàn)艙及其防護(hù)結(jié)構(gòu)Fig. 7 ESA Columbus Laboratory of the International Space Station and its protective structure

3）仿美國NASA“極聲速充氣式膨脹制動器（HIAD）”設(shè)計(jì)方案，同時結(jié)合月球特定環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。HIAD 可應(yīng)用于空間飛行器在諸如火星等大氣稀薄的天體上進(jìn)行著陸時的熱防護(hù)。其重要組成部分是一種特殊的柔性熱防護(hù)系統(tǒng)（FTPS），用于在獲得飛行器組件適宜溫度的同時抵御飛行器再入時面臨的熱負(fù)荷、機(jī)械剪切以及壓力等環(huán)境。圖8[24]給出了目前NASA 設(shè)計(jì)的多種FTPS 中的一類典型結(jié)構(gòu)，由外部纖維織物、絕熱層以及氣體屏障層3 部分組成。外部纖維織物層用于直接防護(hù)由于高速摩擦而產(chǎn)生的高溫，通常由鋁硼硅酸鹽纖維（Nextel?BF-20 等）、SiC 纖維等構(gòu)成，耐熱等級高達(dá)1100～1800 ℃。絕熱層的作用是吸收熱量使外部纖維織物的溫度降低到飛行器所能夠承受的范圍內(nèi)，主要由氣凝膠材料構(gòu)成，包括纖維織物支撐的SiO2氣凝膠（Pyrogel?3350，耐溫1100 ℃）、聚酰亞胺（PI）氣凝膠（PI-POSS?，耐溫400～500 ℃）等。氣體屏障層的主要作用是防止絕熱層受熱放出的有害氣體進(jìn)入飛行器內(nèi)部，主要由PI 薄膜（Kapton?，耐溫400 ℃）構(gòu)成。

圖8 HIAD 的柔性防熱結(jié)構(gòu)Fig. 8 The flexible heat-proof structure of HIAD

2.2 ILH 蒙皮結(jié)構(gòu)材料選擇

蒙皮是ILH 結(jié)構(gòu)中纖維氣囊以外的多層材料，作為外防護(hù)結(jié)構(gòu)，蒙皮應(yīng)該具有耐高低溫沖擊、耐宇宙射線輻射、耐月塵摩擦與靜電、耐微流星體撞擊、輕質(zhì)、高強(qiáng)度、低熱膨脹率、抗蠕變等特性。單一材料顯然無法同時滿足上述所有要求，因此ILH的蒙皮往往采用多層結(jié)構(gòu)（見圖9），其中涉及的材料如圖10 所示，包括纖維織物、耐高溫薄膜、耐高溫聚合物基碳纖維復(fù)合材料、聚合物泡沫等，根據(jù)每層功能的不同，所使用的材料種類也不盡相同。

圖9 ILH 蒙皮的多層結(jié)構(gòu)Fig. 9 The multi-layered structure of ILH covers

圖10 ILH 蒙皮設(shè)計(jì)常用材料Fig. 10 Common materials for ILH covers

圖11 給出了NASA/ILC Dover 的InFlex 型ILH 蒙皮的典型結(jié)構(gòu)及其材料性能要求[17]?？梢钥闯?，其從內(nèi)到外分別由氣囊、內(nèi)襯層、纖維織物阻擋層、泡沫層、熱微流星體襯套、微流星體衰減層、熱防護(hù)層以及微流星體防護(hù)罩等多層結(jié)構(gòu)組成，每層結(jié)構(gòu)對所使用材料的性能均提出嚴(yán)格的要求。例如，氣囊要求使用具有低氣體透過率、抗微生物、耐輻射、可自愈合性材料制造，而微流星體防護(hù)罩則要求使用抗輻射、抗微生物材料制造等。

圖11 InFlex 型ILH 蒙皮典型結(jié)構(gòu)Fig. 11 Typical structure diagram of InFlex ILH

InFlex 型ILH 蒙皮的各層結(jié)構(gòu)及其主要材料介紹如下：

1）微流星體與空間碎片（MMOD）防護(hù)層。微流星體最快可以13～18 km/s 的速度撞擊蒙皮，概率雖然較小，但一旦發(fā)生會對蒙皮產(chǎn)生嚴(yán)重影響——如果被微流星體穿透，蒙皮將失去防護(hù)作用。NASA在設(shè)計(jì)建造TransHab 居住艙時設(shè)計(jì)了如圖12 所示結(jié)構(gòu)的防護(hù)層。該防護(hù)層在實(shí)驗(yàn)測試中經(jīng)受住了直徑1.7 cm 的鋁彈丸以7 km/s 速度的撞擊。

圖12 TransHab 微流星體與空間碎片防護(hù)層的結(jié)構(gòu)與材料Fig. 12 The structure and materials of TransHab against MMOD

除了微流星體，月塵對于防護(hù)層的影響也不容忽視。月塵顆粒的中值粒徑為20～100 μm，由于光電效應(yīng)和太陽風(fēng)輻照作用，月塵會漂浮在月球表面，并在靜電作用下吸附于居住艙或宇航服表面，對表面產(chǎn)生摩擦作用，因此防護(hù)層材料必須耐磨且抗靜電。近期，法國Comex 公司負(fù)責(zé)歐洲航天局（ESA）Pextex（Planetary exploration textile，行星探測織物）計(jì)劃的Weiss Peter 博士綜述了未來月球艙外空間活動宇航服用先進(jìn)材料的研究與發(fā)展現(xiàn)狀[25]。上述材料在選型過程中需要綜合考慮耐磨損、耐高低溫沖擊、耐反復(fù)充/放氣引發(fā)的疲勞、柔順性、人機(jī)界面、電磁兼容、阻燃、防月塵吸附與遷移等多方面因素。

2）熱微流星體遮蔽層（TMC）。TMC 又稱TMG（thermal micrometeoroid garment），主要用于保護(hù)居住艙免受輻射以及微流星體破壞。以InFlex 居住艙為例，其TMC 層的構(gòu)造如圖13 所示?？梢钥闯觯篢MC 的外層采用的是Nomex?織物，可使居住艙免受火源與運(yùn)輸外力的破壞；往里是Thinsulate?毯，主要用于熱絕緣；再往里是聚乙烯（PE）膜，主要用作紫外線阻斷劑，保護(hù)紫外敏感的Vectran?氣囊以及織物免受降解；再往里是3 層1/2 英寸厚的聚醚泡沫，用來吸收撞擊等產(chǎn)生的能量；最里層是聚酯/棉布纖維襯底，用于幫助TMC 平穩(wěn)展開。此外，PE 同時提供防輻射功能。研究表明，PE，尤其是超高分子量聚乙烯（UHMWPE）由于具有較高含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)14.3%）的氫而成為輻射屏蔽材料的首選品種。但PE 材料的抗長期蠕變、耐高溫（最大使用溫度70 ℃）性能較差，實(shí)際應(yīng)用時需要加以綜合考慮。典型TMC 的整體厚度約為2 英寸。

圖13 TMC 多層結(jié)構(gòu)Fig. 13 The multi-layer structure of TMC

3）纖維織物阻擋層。阻擋層負(fù)載著氣囊的內(nèi)壓，要求具有輕質(zhì)、柔性、高強(qiáng)等特性，因此高強(qiáng)纖維織物是其理想選擇。常見商業(yè)化高強(qiáng)纖維包括Kevlar?29、Vectran?LCP、Nomex?、Teflon?、聚苯并噁唑（PBO）、Nylon 等，其中，Vectran?和Kevlar?具有最為優(yōu)異的綜合性能，因此被最廣泛地應(yīng)用于月球居住艙的設(shè)計(jì)與制造中，Inflex 居住艙的阻擋層就采用了12k 與24k 兩種規(guī)格的Vectran?纖維織物。但是，Vectran?纖維織物的抗紫外能力一般，通常需要在其上添加單獨(dú)的抗紫外層（如聚乙烯膜）；Kevlar?纖維織物的抗紫外、耐磨性和抗彎折能力都不強(qiáng)，需要在應(yīng)用過程中加以補(bǔ)強(qiáng)。

4）多層絕熱毯（MLI）。MLI 的技術(shù)較為成熟，主要采用PI 薄膜制造，其在ILH 中的典型應(yīng)用如圖14 所示。MLI 通常采用表面鍍鋁PI 薄膜與聚酯薄膜，如聚對苯二甲酸乙二醇酯（Dacron?），疊層制造。PI 與聚酯薄膜的低熱導(dǎo)率可保證MLI 具有優(yōu)良的絕熱性能，將其與Kevlar?、Nextel?等纖維織物進(jìn)行疊合可以構(gòu)建ILH 的蒙皮構(gòu)件。

圖14 MLI 的典型結(jié)構(gòu)Fig. 14 The typical structure of MLI

5）氣囊。通常由表面涂覆保護(hù)涂層的纖維織物編織制成。Kevlar?與Vectran?纖維具有高比強(qiáng)度、耐撕裂等特性，因此是最適合月球居住艙制造的纖維品種。防護(hù)涂層材料主要有聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等。以Inflex 月球居住艙設(shè)計(jì)為例，氣囊材料選擇的是阻燃型聚氨酯涂覆的Vectran?纖維織物。該織物本體采用的是200 旦50×50 平紋編織，可以滿足2.76MPa 的耐壓需求。經(jīng)測試，Vectran?纖維織物可滿足居住艙反復(fù)折疊與彎曲的應(yīng)用需求。為了滿足氣密性及阻燃等方面的要求，Vectran?織物需要進(jìn)行額外的涂覆處理，但涂層的使用需要綜合考慮氣囊的性能，如所施加的涂層越多，Vectran?纖維囊體的剛性就越大，柔性則相應(yīng)變差。

氣囊材料的氣體透過率是另一個需要考慮的關(guān)鍵因素。以聚氨酯氣囊為例，當(dāng)其厚度為0.5 mm，在居住艙的表面積約為188 m2（直徑5 m，長12 m）時，按照其空氣透過率為800 mL/(m2·24 h·1 atm)，則每年將損失2745 L 空氣?？諝饷芏劝凑?.25 g/L計(jì)算，相當(dāng)于每年損失3.4 kg。這個結(jié)果還不包括溫度、濕度以及氣囊膜應(yīng)力等因素的影響。表1 給出了不同材料的氣體透過率差異。目前，降低聚合物膜材料氣體透過率的有效手段是在其中加入少量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%～8%）納米片狀填料。研究表明，納米片狀填料的加入可使EVOH 和聚酰胺薄膜的氣體透過率分別降低85.7%和60%，同時不會影響本體材料的力學(xué)性能。此外，金屬化也是降低聚合物膜材料氣體透過率的有效手段，如在聚合物薄膜表面蒸鍍或?yàn)R射鋁膜后，其氣體透過率可降到0 左右。

表1 聚合物氣囊材料的氣體透過率對比Table 1 Comparison of gas transmission rate of polymer balloon material

3 結(jié)束語

充氣式月球居住艙是目前最具實(shí)用前景的月球居住艙設(shè)計(jì)方案之一。NASA 與ILC Dover 等公司合作在月球永久居住艙結(jié)構(gòu)領(lǐng)域開展了多年的研究，本文重點(diǎn)介紹了他們的研究進(jìn)展，主要包括充氣式月球居住艙的蒙皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)材料選取，其中新材料在ILH 的設(shè)計(jì)及未來建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用。歐洲航天局（ESA）制定的為期2 年的Pextex 項(xiàng)目對未來可能用于登陸月球或火星任務(wù)時所用的材料進(jìn)行了廣泛的開發(fā)研究。我國在材料的模擬月球空間環(huán)境影響研究方面也開展了多年研究，多家科研機(jī)構(gòu)對月球居住艙的設(shè)計(jì)與建設(shè)進(jìn)行了探索和模擬試驗(yàn)，如中國空間技術(shù)研究院提出的柔性可展開月球居住艙等，相關(guān)研究成果為我國未來探月工程中的月球永久居住艙的設(shè)計(jì)與建設(shè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論依據(jù)。

可滿足月球空間環(huán)境因素應(yīng)用需求的先進(jìn)高分子材料是充氣式月球居住艙不可或缺的基礎(chǔ)材料，加強(qiáng)相關(guān)先進(jìn)高分子材料的國產(chǎn)化進(jìn)程勢在必行。相信隨著我國探月工程的不斷深入，對相關(guān)新材料的基礎(chǔ)與產(chǎn)業(yè)化研究會起到重要的牽引作用。希望國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)加強(qiáng)合作，盡早突破關(guān)鍵材料的批量化穩(wěn)定供給。