Материалы для лунного строительства успешно пережили полгода на МКС

Образцы геополимеров, созданные из имитации лунного грунта, не разрушились в условиях космоса, а некоторые даже укрепились

Наука и космос208 июл 22:19

Образцы строительных материалов, разработанные в Университете Делавэра, провели шесть месяцев на открытом воздухе МКС, где они подвергались воздействию открытого космоса на низкой околоземной орбите. После их возвращения на Землю некоторые образцы продемонстрировали более высокую прочность, чем аналогичные материалы, которые оставались на Земле в течение всего этого времени.

Полученные данные могут способствовать разработке технологий строительства на Луне. Доставка готовых строительных материалов с Земли для будущих лунных баз, согласно существующим планам и оценкам, будет чрезвычайно затратной, поэтому ученые рассматривают возможность использования местного грунта — реголита. Это рыхлый слой пыли, который покрывает поверхность Луны.

«Реголит в основном представляет собой глинистый материал. Это один из самых распространенных ресурсов на Луне, что делает его привлекательным для строительства», — отметил Норман Вагнер (Norman Wagner), профессор химической инженерии Университета Делавэра.

Лаборатория Вагнера разрабатывает геополимеры — альтернативу традиционному цементу, в которой глинистые материалы соединяются благодаря химическим реакциям, а не высокотемпературной обжиге. Ученые исследуют возможность создания строительных материалов из реголита с минимальным количеством добавок, чтобы уменьшить потребность в сложной и энергоемкой переработке.

Для проверки устойчивости таких материалов к космическим условиям команда отправила тонкие пластины из геополимеров, созданные на основе имитации лунного и марсианского грунта, на орбиту в рамках миссии NASA MISSE-20. Образцы были размещены снаружи МКС и на протяжении всех шести месяцев подвергались воздействию радиации, вакуума и резких температурных колебаний.

Результаты, опубликованные в журнале Advances in Space Research, показали, что геополимеры не потеряли прочность после пребывания в космосе, а некоторые образцы стали даже прочнее. Тем не менее, для строительства на Луне важно не только выдерживать внешние условия, но и иметь возможность устойчиво производить материал непосредственно на месте.

В отдельной работе, опубликованной в Acta Astronautica, команда Вагнера применила машинное обучение для решения другой проблемы: свойства лунного грунта могут варьироваться в зависимости от состава и обработки. Разработанная модель позволяет прогнозировать прочность будущего геополимера на основе характеристик исходного реголита и условий производства.

Дополнительные эксперименты продемонстрировали, как такие материалы ведут себя до затвердевания — во время смешивания и формования. Ученые определили критическую точку гелеобразования: момент, когда жидкая смесь начинает превращаться в твердую структуру. Выяснилось, что перемешивание до этого этапа не влияет на скорость затвердевания и конечную прочность материала, что расширяет возможности его обработки при создании строительных систем для будущих лунных объектов.

Darth SaharaИсточники:newswiseНаука и космос2КосмосNASAМКСКолонизация ЛуныРеголит08 июл 22:19