ЕКА изучает использование лунной пыли для прокладки дорог и создания посадочных площадок
Европейское космическое агентство (ЕКА) экспериментирует с высокоэнергетическими лазерами и имитацией лунного грунта, чтобы изучить возможность спекания лунного реголита для прокладки дорог и посадочных площадок для будущих лунных аванпостов.
Еще до первых приземлений роботов лунная пыль была предметом беспокойства космических инженеров. Когда-то о лунной поверхности было известно так мало, что существовали опасения, что кратеры, а возможно, и целые лунные моря могут быть заполнены очень мелкой пылью, которая поглотит космические корабли, как коварный зыбучий песок.
К счастью, это оказалось не так, но то, что обнаружили первые исследователи, было почти столь же плохим.
Лунная пыль, с которой столкнулись астронавты «Аполлона» и роботизированные зонды, такие как американский «Сервейер» и советский «Луноход», была чрезвычайно липкой из-за полного отсутствия воды и обилия статического электричества, поэтому она покрывала все.
Хуже того, пыль состояла из очень острых и абразивных частиц, которые в короткие сроки изнашивали оборудование и скафандры. Это также был сильный теплоизолятор, который чуть не перегрел ровер, использовавшийся на «Аполлоне-17», и вывел из строя «Луноход-2», покрыв его радиатор, после того, как луноход застрял в кратере.
По этим и ряду других причин инженеры хотели бы избежать клише-сцены с лунной базой, расположенной на лунном грунте. Очевидный ответ – делать то, что мы делаем на Земле, а именно – заасфальтировать дороги и рабочие площадки.
Поскольку на Луне трудно найти асфальт, ученые ЕКА под руководством немецкого Института исследований и испытаний материалов BAM обратились к лазерам.
Концепция не нова. Еще в 1933 году Уилл Бич предложил концентрировать солнечный свет с помощью гигантских линз, чтобы растопить песок и построить дороги.
Команда ЕКА хочет применить аналогичный подход на Луне, используя линзы Френеля диаметром пару метров для фокусировки солнечного света. Но для простоты экспериментов в рамках проекта PAVER вместо Солнца и линзы используется 12-киловаттный лазер на углекислом газе.
Работая с имитацией лунной пыли, команда PAVER делает больше, чем просто превращает небольшие пятна пыли в расплавленное стекло.
Вместо этого лазерный луч диаметром 4,5 см использовался для создания различных геометрических фигур диаметром около 20 см, которые можно соединить вместе, как плитки, для формирования больших поверхностей, таких как дороги и посадочные площадки.
Материал стекловидный, хрупкий и может сломаться при сжатии, но ученые утверждают, что его можно отремонтировать на месте и сделать более прочным, расплавив большие площади и наложив их слоями.
В конечном итоге станет возможным построить такие конструкции, как посадочная площадка площадью 100 м², состоящая из набора слоев толщиной 2 см, которые можно построить примерно за 115 дней.
Кроме того, методы PAVER можно было бы использовать для создания общестроительных материалов для других сооружений лунных аванпостов.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Scientific Reports.