Пепел земного вулкана для строительства лунной базы
По информации пресс-службы ГЕОХИ РАН
Лунный грунт (реголит) рассматривается как основное сырьё для потенциального строительства инфраструктуры на Луне.
Сотрудники Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) и НИИ перспективных материалов и технологий исследовали образцы пеплов различных камчатских вулканов на предмет их соответствия определённым критериям. Необходимо было выяснить, насколько близок химико-минералогический состав проб к составу лунного грунта. Кроме того, материал должен быть доступен, устойчив к выветриванию и прост в транспортировке.
В результате был выбран пепел вулкана Толбачик. На его основе создали грунт-аналог, который, благодаря сочетанию морских и материковых компонентов, воспроизводит комплексные характеристики лунного реголита. Это выгодно отличает его от большинства существующих аналогов, имитирующих лишь один из типов компонентов — морской или материковый, тогда как данные американской миссии «Аполлон» и советской миссии «Луна» говорят о значительной изменчивости состава реголита, в том числе повсеместном смешении этих двух типов. Ещё одно преимущество пепла вулкана Толбачик — наличие в нём аморфной фазы, содержание которой достигает 30%. Этот важный компонент не всегда присутствует в других предложенных аналогах реголита.
Апробацию имитатора лунного грунта произвели методом селективного лазерного спекания. Данная технология выбрана не случайно: метод не требует дополнительных компонентов и предполагает лишь затраты электроэнергии. Кроме того, он широко используется в лабораториях и отличается возможностью широкого варьирования параметров и высокой воспроизводимостью.
Одним из сложных моментов исследования стал поиск оптимальных условий спекания. Основным критерием выступает наименьшее количество времени и энергии, затрачиваемое на процесс. Исследователи подбирали частоту и длительность импульсов, скорость лазера, силу тока.
Эксперименты по спеканию с использованием тефры (так называются отложения материала, выброшенного в воздух вулканом и затем осевшего на землю) позволили создать деталь размерами 5 на 15 мм со средними характеристиками твёрдости, достаточными для применения в лунных условиях.
В дальнейшем предполагается провести эксперименты по созданию деталей более сложной формы и большего объёма с требуемыми прочностными характеристиками, а также опробовать другие методы аддитивных технологий. Ведь метод лазерного спекания остаётся весьма энергозатратным и в полной мере сможет использоваться лишь когда на Луне будет создана развитая энергетическая инфраструктура.
Результаты работы опубликованы в журнале Solar System Research.
Читайте в любое время
