隨著探月任務從探索向建設利用發展，月球原位建設成為必然要求。其核心在于風化層的固化和形成，旨在最大限度地提高當地資源利用率，同時最大限度地降低運輸和維護成本。近 20 種技術已用于制備基于風化層的建筑材料，每種技術都有不同的要求和功能。清華大學馮教授對風化層固化與形成技術進行了全面梳理、精準分類和定量評價，揭示了關鍵挑戰和未來發展方向。

根據顆粒間粘結和內聚的技術機制，風化層凝固和形成技術可分為四類：反應凝固(RS)法、燒結/熔化(SM)法、粘結凝固(BS)法和約束形成(CF)法。 。根據實施需求對具體技術進行進一步分類，建立健全的技術構成體系。這項研究定量描述了每種技術，總結了流程和性能參數。

在反應固化中，風化層顆粒通過反應的化合物結合在一起。該方法依賴于火箭運輸的反應材料，局部風化層通常占總混合物的 60-95%。燒結/熔化涉及對風化層進行高溫處理，原位率通常達到100%。然而，超過1000℃的加熱溫度會給能源供應和設備運行帶來挑戰。或者，粘合固化利用粘合劑粘合顆粒，原位比例為65-95%。該方法需要較低的溫度和較短的凝固時間。限制形成采用織物來約束風化層，通過整體限制形成風化層袋組件，而不在顆粒之間建立連接。該方法的原位率高達99%，對溫度和時間的要求相對較低，成型的部件雖然具有拉伸優勢，但可能缺乏足夠的壓縮強度。

在尋找用于月球建設的具有成本效益和高性能的材料時，研究人員面臨著最大限度地減少資源消耗、能源需求和操作復雜性，同時確保月球環境可靠性的挑戰。針對這一問題，研究團隊引入了8IMEM量化方法，包含八個評價指標和針對施工需求定制的評分閾值。根據評估結果，風化層裝袋成為評價最高的技術，對材料、設備和能源的要求較低，并且能夠快速形成大型部件。它為大規模原位月球建設提供了廣闊的前景。燒結/熔化技術始終排名靠前，而鑄造技術則表現出卓越的固化強度，使其適合制造關鍵部件。太陽能熔化技術直接利用太陽能，使其成為低能耗建筑的理想選擇。

結合月球建設條件和國際月球研究站遠期目標，全面制定了實驗室、研究站、住宅、棲息地四階段規劃。每個階段都有特定的功能和鮮明的建設目標，確保月球基礎設施逐步可持續發展。實驗室階段主要支持無人研究項目，而研究站階段則容納宇航員執行臨時科學研究任務。居住階段旨在滿足宇航員在月球上的所有工作和生活需求，功能類似于空間站。最后，棲息地階段被設想為人類生命的自我維持棲息地和深空探索的中繼站。為實現各階段建設目標，課題組進一步分析了結構建設目標。基于定量評估，他們提出了風化袋技術作為月球基地建設的解決方案。

通過利用這種綜合評估得出的見解，研究人員可以就材料制備技術做出明智的決策，為優化月球建設工作鋪平道路。此外，擬議的基于風化層袋的月球棲息地設計為未來的研究提供了實際參考。