洛克希德·马丁核心技术进展：充气式月球栖居舱完成关键爆破测试

随着月球任务从示范性探测迈向长期驻留，航天机构与企业正在竞逐下一阶段的深空居住技术。美国洛克希德·马丁（Lockheed Martin，以下简称洛马）近日在科罗拉多州完成其下一代充气式栖居舱的第5次爆破测试。结果显示，该结构的强度、安全裕度和寿命显著超过设计要求，为未来月球、火星乃至轨道居住系统奠定关键工程基础。

一、爆破测试通过：验证结构强度与安全裕度

此次测试在洛马位于科罗拉多州 Waterton Canyon 的前泰坦火箭试验台进行，试验装置为直径约 10.8 英尺的桶状软体结构。
在受控加压过程中，测试舱在 224 psi 压力下爆破，超过洛马 15.2 psi 最大设计压力的 14.7 倍，高于团队此前的预测。

洛马充气式栖居舱首席工程师 Tyler Muma 表示，这一结果意味着该结构不仅满足全部强度要求，还能扩展到更大体积、甚至可作为液体、燃料或低温介质的储存构件。

二、全新核心设计：为气闸与舱段提供更高可用空间

本次测试对象为首个无中心刚性“核心”的小体积设计，面向气闸、通道等受限空间。
过去的大型栖居舱依赖中央轴承结构承载部分轴向载荷，而此次设计中，所有环向与轴向载荷均由织物层承担，并通过精确布置的带状结构传递。

测试验证了这种新几何结构的有效性：

· 9 m³（320 ft³）容积，可容纳两名宇航员；

· 顶部与底部金属端盖可装配舱外机械臂或窗口；

· 未来可向 250 m³ 的大型无核心栖居舱扩展，安全系数预计可达 5 倍，超出 NASA 要求。

三、材料与可折叠性：支持月球与火星表面部署

结构主体材料为日本可乐丽（Kuraray）生产的液晶聚合物纤维 Vectran，经过专用编织和加固工艺处理。
该材料具备：

· 高强度轻量化；

· 高耐久性；

· 可按任务需求进行多层防护包装。

为适应不同任务，结构可：

· 轴向压缩至 1/5 ；

· 径向压缩至 1/2，可适配小型运载火箭或进入火星大气层使用的气动壳体。

四、寿命测试：设计目标15年，预测寿命超百年

充气结构的长期性能通过 NASA 马歇尔中心的“蠕变测试”验证，即在恒定压力下进行寿命推算。
当前结果显示：

· 设计寿命：15 年；

· 满足 NASA 安全系数需保证：60 年；

· 实测推算寿命：超过百年，原因在于材料强度裕度巨大。

团队还将开展高速度微流星与轨道碎片（MMOD）冲击测试，预计采用最高 8 层防护结构，应对近地轨道最严苛的碎片环境。

五、可扩展性与任务适配：从轨道到月面再到深空

洛马正在研究如何在保持防护层和金属端盖的前提下，将充气结构压缩到最小体积，以适配不同的运载器和任务方案。
当前的研究内容包括：

· 小型验证单元的多方案折叠测试；

· 载荷层与防护层组合的最优堆叠方式；

· 适用于大型舱段的可扩展打包方法。

未来验证任务将尽可能采用可转化为实际居住或储存用途的飞行器，计划于 2030 年前后实施。

对于月球任务，充气式结构的低着陆质量被认为是关键优势，可显著降低月面大型金属结构运输成本，加快建立月面前哨的进度。

六、启示：低成本、高冗余、可规模化是下一代深空居住系统的关键

洛马的测试不仅推动其自身的栖居舱项目，也揭示了深空结构未来的发展方向：

1）减少金属结构依赖，显著降低运输成本
软体结构折叠比极高，可大幅减少运载器对体积和质量的约束。

2）模块化与可扩展性成为核心能力
通用化结构层、可按任务组合的防护系统，便于形成标准化产品线，满足从轨道舱段到月面基地的多场景需求。

3）高寿命与高安全裕度为载人任务奠定基础
百年以上的预测寿命反映出材料体系与设计方法的成熟度，也将成为商业深空任务的重要竞争指标。

4）测试路径清晰、可工程化复制
从爆破测试、蠕变寿命，到MMOD冲击与折叠验证，洛马正在构建可复制、可认证的工程体系，未来可能形成行业基准。

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