Дикий эксперимент показывает, как лазеры можно использовать для строительства лунных дорог
Езда по Луне, можно сказать, не самая безопасная поездка.
Дело не в ухабистости, это такая большая проблема. Это мелкая пыль. Попав в среду низкой гравитации, крошечные заряженные частицы зависают в космосе и представляют серьезную опасность для сложной работы земных механизмов.
Если люди когда-нибудь проживут на поверхности Луны в течение длительного периода времени, мы сможем превратить эту грязь – или реголит – в гладкие, чистые дороги, показали новые исследования. Все, что вам нужно, это колоссальная линза.
«С целью консолидации крупных структур из лунного реголита проект Европейского космического агентства (ЕКА) «PAVER» — прокладывание дороги для больших территорий. спекание реголита — изучалось, является ли плавление реголита большим лучом сфокусированного света подходящей технологией для мощения на Луне», — пишет группа под руководством инженера Хуана-Карлоса Хинес-Паломареса из Ааленского университета в Германии.
Спекание — это процесс создания твердой массы из мелких частиц с помощью давления или тепла без разжижения материала.
»Результаты данного исследования доказали жизнеспособность этого метода для изготовления крупных образцов с переплетением возможности на месте, которые можно изготовить непосредственно на лунной поверхности и использовать для мощения.»
Когда дело доходит до планирования базы человеческой деятельности на Луне, чем меньше предметов нам нужно переправить с Земли, тем лучше.
Это легче сказать, чем сделать. В конце концов, там не так уж и много. Там камни и пыль; поверхностный слой которого известен как лунный реголит. Вероятно, там есть лед. И там очень много солнечного света; лунный цикл дня и ночи длится 28 дней.
Хинес-Паломарес и его команда хотели выяснить, можно ли использовать доступные на Луне материалы для создания материалов, из которых можно строить дороги. Они предположили, что линзу можно использовать для фокусировки солнечного света таким образом, чтобы он создавал луч, достаточно горячий, чтобы расплавить лунную пыль, создавая переплетающиеся плитки, которыми можно вымощать дорогу.
Их эксперименты были проводился с использованием мелкой серой порошкообразной пыли, известной как EAC-1A. Это разработанный ЕКА симулятор лунного реголита — смесь минералов в тех же пропорциях, в которых они встречаются на Луне.
Они также использовали CO2-лазер – тип лазера, в котором электрический ток разряжается через углекислый газ для создания луча света диаметром 45 миллиметров (1,8 -дюйм) диаметр. Они сфокусировали этот луч света на EAC-1A и нарисовали узоры в пыли, чтобы плавить определенные формы, которые могли располагаться рядом друг с другом во взаимосвязанном порядке. Они попробовали разную мощность лазера, чтобы найти оптимальную температуру для производства плитки.
И это сработало. Исследователи обнаружили, что мощность лазера соответствует тому, чего можно было бы достичь с помощью солнечного света на Луне. По их словам, полученные плитки можно было бы изготовить на Луне с использованием лунной пыли и линзы Френеля площадью 2,37 квадратных метра (25,5 квадратных футов), чтобы фокусировать доступный там солнечный свет – довольно маленькое оборудование, учитывая все обстоятельства. .
Исследователи также проверили прочность своих плиток, учитывая, что лунное оборудование, вероятно, будет тяжелым. Они обнаружили, что спеченный материал имеет прочность, сравнимую с бетоном.
Благодаря этому исследователи Луны потенциально могли бы создавать плитки диаметром около 250 миллиметров (9,8 дюйма) для создания мощеных дорог и посадочных площадок и, таким образом, уменьшить количество вредной пыли над лунной поверхностью, которая угрожает истирать оборудование и засорять деликатные механизмы.
Следующим шагом будет работа над прочностью материала. Хотя он был прочным, он имел склонность к поломке, что могло быть связано с микроскопическими дефектами, обнаруженными с помощью микроскопии и сканирования. Минимизация этих дефектов сделает лунную дорогу более прочной.
Исследование опубликовано в Scientific Reports.
