REGOLIGHT – Ще одна спроба будівництва з місячного грунту

606

З 2015 по 2018 група дослідників з DLR – German Aerospace Centre, Space Applications Services, LIQUIFER Systems Group, COMEX та Bollinger Grohmann Schneider проводили дослідження та практичні експерименти по спіканню матеріалів, схожих по складу на місячний реголіт.

Спікання п’яти різних імітаторів виявило помітну роль плагіоклазу,- активного мінералу, що впливає на температуру спікання. Однак мінерал ільменіт не порушував процес спікання, як вважалося раніше. Що стосується атмосфери спікання, вакуум позитивно впливав на процес спікання, знижуючи температуру спікання та збільшуючи міцність матеріалу.

Ідея проекту полягала в тому, щоб спікати імітатор місячного реголіту пошарово у фокусній точці концентрованого сонячного світла. Проблема використання сонячного світла полягала в тому, що різні перешкоди, такі як зміна температури повітря чи хмарність, змінювали концентрацію потоку світла. Тому експериментальна установка була адаптована, за рахунок використання ксенонових ламп, як джерела світла. Таким чином, процес сонячного спікання може тривати кілька годин при постійному освітленні. Дослідження механічних властивостей показало, що матеріал має подібну міцність з гіпсом. Останні спечені деталі, які мають дещо менші розміри, виявилися більш міцними через скорочення часу охолодження між шарами. Очікується, що удосконалення цієї технології в найближчому майбутньому виявиться корисним для забезпечення надійного радіаційного щита для астронавтів, на поверхні Місяця

Фото готового матеріалу. Стрілки показують шлях сонячного променя. Жовті криві вказують кривизну кожного шару

Зрозуміло, що перш за все необхідно відпрацювати технологію спікання, беручи до уваги те, що місячний грунт не є “сухим” і гази, що виділятимуться при нагріванні спінюватимуть структуру готового матеріалу.

Фото столу з матеріалом після спікання

Дослідники пробували різні варінти руху променя світла, задля зменшення часу охолодження шарів між собою і отримали позитивні результати. Окрім самого світлового променя, на формування впливала основа, на який подавався імітатор реголіту. Вчені вважають, що найкращим чином підходять спінені керамічні блоки, що погано розсіюють тепло та витримують високі температури.

Фото зразку №6, очищеного від пилу

Виконувалося спікання і в тигелі, при цьому матеріал не так спікався, як плавився.

Фото зразку після спікання в тигелі
Фото зразку трикутної форми до очищення (зліва) і після (справа)

Що ж стосується захисту від радіації, то згідно з дослідження для захисту достатньо покриву товщиною 70 см.

Залежність отриманої дози радіації від щільності матеріалу для захисту від неї. (Rad Worker Limit- максимальна доза, дозволена для працівників установ з дослідження радіації)

Джерело

28 коментарів

Розгорнути всі

Будь ласка, у свій профіль, щоб коментувати пости, робити закладки та оцінювати інших користувачів. Це займає всього два кліки.

Жов 06, 2021 12:34

Хід думок правильний. Але чому б не піти далі і не готувати розплав, з якого тягнути волокна, як те роблять скрізь із базальтом?
Бо спечений реголіт, що має міцність гіпсу, навряд чи підійде в якості конструкційного матеріалу для споруд. А спікати його, аби створити протирадіаційні блоки огородження теж сумнівне рішення в порівнянні з тим, що можна просто присипати, неспеченим реголітом, житлові приміщення. З тим самим, або й кращим протирадіаційним успіхом.
Поки що я не бачу, куди такий матеріал можна масово задіяти на будівництві Місячної колонії

Жов 06, 2021 13:20

Якщо гравітація маленька, як на Місяці, то міцності гіпсу може й вистачить для створення укриття висотою кілька метрів. На Землі дехто зі снігу трамбованого приміщення будує, і нормально.

Жов 06, 2021 13:47

тут головна біда – крихкість матеріалу. І він нічим не армований. Тобто, надійність його біжить до нуля. Особливо як згадати можливі термоудари на термінаторі. Тому я і згадав базальтове волокно. А маючи арматурне волокно, можна з будь-чого робити цемент. До речі, підозрюю, що той реголіт може вести себе як цементний клінкер, якщо його розмолоти та заправити водою

Жов 06, 2021 16:42

ІМНО.Я думаю, що чим більше варіантів тим краще. Експерименти з базальтовим волокном також проводилися. Зараз просто набирають обсяг знань, яким би він не був. Можливо, на місці буде вибраний геть інший матеріал, який задовільняє не стільки по своїй кількості на поверхні як по простоті поводження з нею

Жов 06, 2021 22:40

Гадаю, левова частка всіх можливих технологій матеріалотворення вже вивчені на Землі. Лишається “прогнати” їх крізь прокрустове ложе бажаних результатів, фізико-хімії сировини і обмежень середовища. Пристосувати відоме під конкретності.
Наприклад, для мене є очевидним, що найбільш технологічними будуть бетонні (включно з полімербетонними) низькотемпературні процеси. Саме тому, що вони легко армуються і дозволяють отримувати масивні елементи будь-яких геометрій. Технологія сонячного спікання реголіту, при всій її ефектності, навряд чи стане ефективною — саме тому, що працює в тонких шарах. Силові елементи з тих скибочок і пластиночок зібрати навіть не знаю як можна.
Натомість, дуже ефектна і ефективна ідея “сонячної печі” видається ідеальною для термохімічних процесів в тонких шарах — наприклад, термо-каталітичне розщеплення води або отримання розплавів скельних порід. Ну і металургія, звісно

Жов 07, 2021 04:59

А вертикальные конструкции как защищать от радиации? Тут нужны именно блоки.

Жов 07, 2021 08:26

На поверхні не має бути хмарочосів, все житлове слід заривати в грунт. Бо ще є мікрометеорити. І показана технологія не вміє працювати в масі, цеглину вона не спече

Жов 06, 2021 16:09

почему бы не прессовать кирпичи из реголита? он вроде как слипается, с небольшим кол-вом воды тож можно попробовать…

Жов 06, 2021 16:16

Цегляний варіант поки що здається найкращим

Жов 06, 2021 16:51

Со стороны финансирования, тратить колоссальные средства, чтобы с лунной грязи некий условный астронавт степан месил кирпичи, будет не так зрелищно. Наука такая же важная как и картинка, хотя большую часть работы (как и везде) все же занимает рутина.

Не смог найти в списке языков русский для перевода…

Жов 06, 2021 17:36

Это была проблема на стороне автора материала. Сейчас всё должно работать.

Жов 07, 2021 09:04

Для такой ситуации есть обходной путь: сначала выбираете другой язык (например, белорусский), после этого в списке доступных русский появится.

Жов 06, 2021 17:34

Дмитро Халак дякуємо за переклад!
Прошу вас не забувати під час створення допису обирати мову матеріалу в редакторі (в правій верхній частині редактору).

Жов 06, 2021 17:40

Вибачайте, виправив на двох інших перекладах

Жов 06, 2021 18:39

Щиро дякую!

Жов 07, 2021 08:42

Я вважаю, що спочатку треба робити надувні конструкції по принципу дитячих надувних атракціонів. Зовні нашити великих карманів, в яки засипати реголіт. Тиску повітря всередині вистачить щоб в умовах місячного тяжіння тримати шар реголіту у декілька метрів. Також треба розташовувати базу в таких широтах, щоб сонце було низько. Тоді можна ще й бруствер з реголіту спорудити на шляху сонячного проміння. Також треба пов’язати розташування бази з галактичним випромінюванням, щоб галактичне ядро було з протилежного від бази боку Місяця якмога більший період часу в процесі обертання Місяця. Потім – розвивати технологій так, щоб принаймі прості, але масивні деталі обладнання виробляти на місяці. І на базі цього – це буде наступний етап – закопуватися вглиб шару реголіту і вже тоді потрібне буде оце спікання.

Жов 09, 2021 20:23

Спасибо за статью. Последнее время много говорится про базу на Луне/Марсе, и про то как будут 3Д принтерами печатать “дома”, но мне никогда не попадались подобные статьи с простым изложением материала и фото-примерами полученных результатов. А тут ещё и “печать” за счёт концентрации солнечных лучей. Очень правильное направление изучения. Именно на это надо сейчас НАСА деньги выделять, иначе в 2024(ну или когда они там разродятся) получится флаговтык-2.
Как мы видим в этой области ещё конь не валялся и работы находятся на самом начальном этапе и результаты пока так себе. Исследования и эксперименты проходили 2015-2018 годах, интересна судьба дальнейших работ. Надеюсь что это не тот случай когда деньги кончились и проект положили на полку, как зачастую делается в государственном секторе.