Drukowanie 3D cegieł księżycowych z wykorzystaniem materiału imitującego glebę może stanowić fundament dla baz księżycowych

Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Huazhong (HUST) być może odkryli sposób na budowę zrównoważonych konstrukcji na Księżycu i poza nim za ułamek kosztów, jakie były wcześniej wymagane. Nowa koncepcja zakłada wykorzystanie księżycowych mieszanek glebowych do produkcji cegieł. Oto wszystko, co musisz wiedzieć.

Nie można budować bez materiałów?

Ta strategia jest kluczowa dla planowanej międzynarodowej bazy księżycowej, ponieważ dostarczanie materiałów budowlanych i materiałów budowlanych byłoby niemożliwe. Nawet jeśli cena za funt wystrzelenia przedmiotu na orbitę znacznie spadła z tysięcy do setek w ciągu ostatnich pięciu lat, pomysł ten nadal jest nierealny. W związku z tym chińscy badacze zwrócili uwagę na wykorzystanie dostępnych materiałów.

Problemy z glebą księżycową

Gleba księżycowa różni się od ziemskiej pod wieloma względami. Księżyc znajduje się w próżni kosmicznej i jest narażony na promieniowanie kosmiczne, przed którym chroni ziemska atmosfera. To wyjątkowe i nieprzyjazne środowisko charakteryzuje się grawitacją równą 1/6 ziemskiej, co oznacza, że ​​drobne cząsteczki tworzące glebę księżycową utrzymują się w powietrzu znacznie dłużej niż gleba na Ziemi.

Gleba księżycowa ma ostre krawędzie jak szkło, jest łatwo podatna na uszkodzenia i może unosić się na wodzie, co dodatkowo komplikuje sytuację. Dla naukowców gleba ta stwarza poważne problemy ze sprzętem i jest bardzo niebezpieczna dla płuc. Jakby tego było mało, Księżyc jest stale narażony na aktywne fale sejsmiczne. Te trzęsienia ziemi mogą powodować powstawanie ogromnych chmur pyłu glebowego, pogarszając sytuację.

Studium Lunar Bricks

Chińscy naukowcy postanowili nie unikać najbardziej znanego zasobu na księżycu. Zamiast tego urządzenia planują przekształcić ten niebezpieczny pył w cegły. Te księżycowe cegły zostaną zbudowane przez zastrzeżonego robota drukującego w 3D. Takie podejście pozwoli astronautom skupić się na ważniejszych zadaniach i ograniczyć ich narażenie na niebezpieczny pył księżycowy.

Naukowcy stworzyli pięć różnych symulowanych składów gleby księżycowej jako część swojej strategii. Trzy różne rodzaje mieszanek gleby zostały zaprojektowane tak, aby naśladować różne rodzaje gleby występujące na księżycu. Co ciekawe, dwoma głównymi składnikami pyłu księżycowego są bazalt i anortozyt. Oba występują w różnych poziomach w zależności od lokalizacji. Ponadto zespół wykorzystał trzy różne podejścia do spiekania jako część badania.

Test cegieł księżycowych

Inżynierowie z powodzeniem stworzyli symulowaną glebę księżycową, a ich robot drukujący w 3D był w stanie wziąć ten pył księżycowy i stworzyć cegły. Cegły te składały się z różnych mieszanek, co pozwoliło zespołowi przeprowadzić testy wydajnościowe różnych typów i określić najlepsze miejsce do zbudowania obozu na podstawie najlepszej mieszanki materiałów budowlanych.

Zespół przeprowadził testy, aby sprawdzić, jakie obciążenie może wytrzymać każda mieszanka. Ponadto testy cieplne pozwoliły zespołowi określić, czy cegły wytrzymają silne wahania temperatury, jakich doświadcza księżyc. Te wahania temperatury mogą przekraczać 100 stopni, co może powodować duże naprężenia w materiałach budowlanych, ponieważ zginają się i rozciągają w różnych temperaturach.

Kosmiczne testy klocków księżycowych

Cegły przeszły testy na Ziemi i są gotowe do wysłania w kosmos. Dokładniej rzecz ujmując, zostaną poddane testom wydajności kosmicznej, które mają rozpocząć się na chińskiej stacji kosmicznej. Cegły mają zostać przewiezione na stację na pokładzie statku transportowego Tianzhou-8.

Po wejściu na orbitę naukowcy zbadają specyficzne dla Księżyca warunki środowiskowe i to, jak wpływają one na wydajność i trwałość cegieł księżycowych. Zespół chce sprawdzić, czy dodatkowe promieniowanie w połączeniu z gwałtownymi zmianami temperatury spowoduje rozpad cegieł. Co ważne, testy pozwolą na umieszczenie cegieł na orbicie do połowy 2025 r.

Korzyści, jakie Lunar Bricks wnoszą do przemysłu

Łatwo zrozumieć, dlaczego inżynierowie wolą korzystać z lokalnych zasobów, zamiast importować je z Ziemi. Na pierwszy rzut oka Księżyc może nie ma zbyt wiele do zaoferowania, ale unikalny skład chemiczny księżycowej gleby okazał się dobrym materiałem budowlanym.

Stronger

Według danych, cegły księżycowe przewyższyły swoje odpowiedniki naziemne pod niemal każdym względem. Przewyższyły beton i czerwone cegły pod względem trwałości, a wyniki testów wykazały, że cegły księżycowe są prawie 3 razy mocniejsze. Ta dodatkowa wytrzymałość może pozwolić budowniczym na tworzenie konstrukcji przy użyciu mniejszej ilości zasobów.

Zautomatyzowany proces

Inną ważną korzyścią z tych badań jest stworzenie specjalnego urządzenia do druku 3D, które może przetwarzać glebę księżycową i tworzyć cegły na miejscu. Ten robot byłby pomocny w tworzeniu bazy księżycowej bez narażania astronautów na niepotrzebne ryzyko. Robot może wziąć glebę, zagęścić ją i podgrzać na tyle, aby stworzyć mocne, wytrzymałe cegły.

Unique design

Sposób użycia produkcja dodatkowa w tym procesie otwiera drzwi dla większej pomysłowości i innowacji. Już kilka projektów drukowania w domu w technologii 3D pokazało, że wykorzystanie skomplikowanych ścian konstrukcyjnych może pomóc w obniżeniu kosztów ogrzewania i marnotrawstwa materiałów. Środowisko księżycowe jest wyjątkowe. Jako takie, drukarka do cegieł księżycowych może tworzyć nowe i eksperymentalne projekty, które mogą zmienić sektor budowlany.

Naukowcy z Lunar Bricks

Uniwersytet Nauki i Technologii Huazhong (HUST) gościło badanie prowadzone przez Ding Lieyun. Projekt jest mniejszą częścią większej międzynarodowej stacji badawczej na Księżycu, którą Chiny ogłosiły wcześniej w tym roku. Projekt ten stworzyłby stałą obecność na Księżycu i umożliwiłby dogłębne badania, krótsze starty w kosmos i wiele więcej.

Firmy, które mogłyby skorzystać z klocków księżycowych

Wiele branż i firm mogłoby skorzystać z licznych przełomów, jakie przynoszą te badania. Po pierwsze, lepsze zrozumienie gleby księżycowej, tym łatwiej będzie kiedyś kolonizować Księżyc. W związku z tym badania nad cegłami księżycowymi pokazują zmianę strategii z dostarczania zapasów niezbędnych do przetrwania na rzecz autonomii na miejscu. Oto jedna z firm, która mogłaby skorzystać z tych badań.

Laboratorium rakietowe

Rocket Lab rozpoczęło działalność w 2006 r. jako firma zajmująca się wystrzeliwaniem satelitów. Firma jest częścią fali platform do wystrzeliwania w kosmos, które pomogły obniżyć cenę za funt przedmiotów wynoszonych w kosmos. Firma specjalizuje się obecnie w małych satelitach, co jest jednym z najbardziej aktywnych sektorów rynku.

(RKLB )

Rakieta nośna Electron firmy Rocket Labs współpracowała zarówno z przedsiębiorstwami, jak i instytucjami rządowymi, aby wynieść satelity na orbitę. Obecnie posiada kontrakty z Departamentem Obrony USA i NASA oraz odegrała kluczową rolę w misji Gateway Pathfinder. Warto zauważyć, że w tym roku firma Rocket Lab spodziewa się dalszego wzrostu, osiągając ostatnio rekordowe wyniki. W związku z tym jest ona uważana za rozsądny zakup.

Podążaj Lunar Brick Road

Zanim cegły księżycowe staną się oficjalną opcją, konieczne jest przeprowadzenie wielu testów. Naukowcy przedstawili jednak przekonujący argument wyjaśniający, dlaczego i w jaki sposób te przedmioty przyniosą korzyści podróżnikom na Księżyc. Na razie można spodziewać się dalszych badań nad koncepcją cegieł księżycowych i tym, jak mogą one pomóc człowiekowi w dotarciu do nowych miejsc.

Dowiedz się więcej o innych fajnych projektach kosmicznych w tym miejscu.