- 28,189
- 46
- 8 Ноя 2022
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
Строить лунные базы из земного бетона почти бессмысленно. Каждый килограмм груза придется везти с Земли, а цена такой стройки быстро станет астрономической. Поэтому инженеры все чаще смотрят под ноги будущим астронавтам, на лунную пыль. Новый эксперимент показал, что строительный материал на основе такого сырья способен выдержать космос лучше, чем ожидали ученые.
Команда Университета Делавэра отправила на Международную космическую станцию тонкие пластины из геополимеров, сделанных на основе искусственного лунного и марсианского реголита. Реголитом называют рыхлый слой пыли, песка и обломков породы, который покрывает поверхность Луны и других небесных тел. Образцы провели шесть месяцев снаружи МКС, где на материал действовали вакуум, резкие перепады температуры, излучение и другие факторы низкой околоземной орбиты.
После возвращения на Землю геополимеры не показали разрушения. Более того, часть образцов в испытаниях оказалась прочнее аналогичных пластин, которые все полгода хранились в лаборатории. Для идеи лунного строительства результат выглядит многообещающе, хотя до настоящих домов, дорог и посадочных площадок на Луне еще далеко.
Геополимеры рассматривают как альтернативу цементу. Обычный цемент требует высокотемпературного производства и большого расхода энергии, а геополимерный материал связывает глинистые и силикатные частицы за счет химических реакций. Руководитель лаборатории Норман Вагнер поясняет, что реголит по составу напоминает глинистый силикатный материал. Подобное сырье широко распространено и на Земле, и на Луне, поэтому исследователи видят в реголите удобную основу для будущих строительных смесей.
Главная цель ученых заключается не в том, чтобы придумать экзотический «космический бетон», а в том, чтобы сократить зависимость лунных миссий от поставок с Земли. Если астронавты смогут брать местный грунт, добавлять минимальный набор связующих компонентов и получать прочные плиты или блоки на месте, стоимость будущей инфраструктуры резко снизится. Такой подход также может пригодиться на Земле, где строительная отрасль ищет менее энергоемкие материалы.
Отдельная часть работы связана с предсказуемостью производства. Лунный грунт не будет одинаковым в разных районах поверхности, поэтому команда Университета Делавэра разработала модель машинного обучения, которая оценивает будущую прочность геополимера по свойствам исходного реголита и параметрам обработки. Такой инструмент может помочь инженерам заранее понимать, какая смесь подойдет для конкретной задачи.
Исследователи также изучили, как геополимеры ведут себя до затвердевания, когда смесь еще можно перемешивать, перекачивать и формовать. Ученые выделили критическую точку гелеобразования, после которой жидкая масса начинает превращаться в прочную структуру. До этой стадии перемешивание не ухудшало итоговую прочность и не меняло время затвердевания. Для будущей лунной стройки такой вывод важен, потому что инженеры получат больше свободы при работе с материалом.
Пока эксперимент не доказывает, что из реголита уже можно строить полноценные базы на Луне. Образцы были небольшими, а испытания прошли на орбите Земли, а не на лунной поверхности. Но полгода снаружи МКС дали материалу жесткую проверку, которую обычная лаборатория не воспроизводит полностью. Геополимерные пластины выдержали проверку и в отдельных тестах стали прочнее, а значит идея строить часть лунной инфраструктуры из местной пыли получила еще один серьезный аргумент.
Строить лунные базы из земного бетона почти бессмысленно. Каждый килограмм груза придется везти с Земли, а цена такой стройки быстро станет астрономической. Поэтому инженеры все чаще смотрят под ноги будущим астронавтам, на лунную пыль. Новый эксперимент показал, что строительный материал на основе такого сырья способен выдержать космос лучше, чем ожидали ученые.
Команда Университета Делавэра отправила на Международную космическую станцию тонкие пластины из геополимеров, сделанных на основе искусственного лунного и марсианского реголита. Реголитом называют рыхлый слой пыли, песка и обломков породы, который покрывает поверхность Луны и других небесных тел. Образцы провели шесть месяцев снаружи МКС, где на материал действовали вакуум, резкие перепады температуры, излучение и другие факторы низкой околоземной орбиты.
После возвращения на Землю геополимеры не показали разрушения. Более того, часть образцов в испытаниях оказалась прочнее аналогичных пластин, которые все полгода хранились в лаборатории. Для идеи лунного строительства результат выглядит многообещающе, хотя до настоящих домов, дорог и посадочных площадок на Луне еще далеко.
Геополимеры рассматривают как альтернативу цементу. Обычный цемент требует высокотемпературного производства и большого расхода энергии, а геополимерный материал связывает глинистые и силикатные частицы за счет химических реакций. Руководитель лаборатории Норман Вагнер поясняет, что реголит по составу напоминает глинистый силикатный материал. Подобное сырье широко распространено и на Земле, и на Луне, поэтому исследователи видят в реголите удобную основу для будущих строительных смесей.
Главная цель ученых заключается не в том, чтобы придумать экзотический «космический бетон», а в том, чтобы сократить зависимость лунных миссий от поставок с Земли. Если астронавты смогут брать местный грунт, добавлять минимальный набор связующих компонентов и получать прочные плиты или блоки на месте, стоимость будущей инфраструктуры резко снизится. Такой подход также может пригодиться на Земле, где строительная отрасль ищет менее энергоемкие материалы.
Отдельная часть работы связана с предсказуемостью производства. Лунный грунт не будет одинаковым в разных районах поверхности, поэтому команда Университета Делавэра разработала модель машинного обучения, которая оценивает будущую прочность геополимера по свойствам исходного реголита и параметрам обработки. Такой инструмент может помочь инженерам заранее понимать, какая смесь подойдет для конкретной задачи.
Исследователи также изучили, как геополимеры ведут себя до затвердевания, когда смесь еще можно перемешивать, перекачивать и формовать. Ученые выделили критическую точку гелеобразования, после которой жидкая масса начинает превращаться в прочную структуру. До этой стадии перемешивание не ухудшало итоговую прочность и не меняло время затвердевания. Для будущей лунной стройки такой вывод важен, потому что инженеры получат больше свободы при работе с материалом.
Пока эксперимент не доказывает, что из реголита уже можно строить полноценные базы на Луне. Образцы были небольшими, а испытания прошли на орбите Земли, а не на лунной поверхности. Но полгода снаружи МКС дали материалу жесткую проверку, которую обычная лаборатория не воспроизводит полностью. Геополимерные пластины выдержали проверку и в отдельных тестах стали прочнее, а значит идея строить часть лунной инфраструктуры из местной пыли получила еще один серьезный аргумент.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
