Η τρισδιάστατη εκτύπωση σεληνιακών τούβλων με προσομοιωτή εδάφους θα μπορούσε να λειτουργήσει ως θεμέλιο για σεληνιακές βάσεις

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Huazhong (HUST) μπορεί να έχουν ανακαλύψει πώς να κατασκευάσουν βιώσιμες δομές στη Σελήνη και πέρα ​​από αυτήν με ένα κλάσμα του κόστους που απαιτούνταν προηγουμένως. Η νέα ιδέα περιλαμβάνει τη χρήση μειγμάτων σεληνιακού εδάφους για τη δημιουργία τούβλων. Δείτε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε.

Δεν μπορείτε να κατασκευάσετε χωρίς υλικά;

Αυτή η στρατηγική είναι ζωτικής σημασίας για τη σχεδιαζόμενη διεθνή βάση του φεγγαριού, καθώς η μεταφορά οικοδομικών υλικών και προμηθειών κατασκευής θα ήταν αδύνατη. Ακόμη και με την τιμή ανά λίβρα για την εκτόξευση ενός αντικειμένου σε τροχιά να συρρικνώνεται σημαντικά από χιλιάδες σε εκατοντάδες τα τελευταία πέντε χρόνια, η ιδέα εξακολουθεί να είναι μη ρεαλιστική. Κατά συνέπεια, Κινέζοι ερευνητές έστρεψαν την προσοχή τους στη χρήση των διαθέσιμων προμηθειών.

Προβλήματα με το σεληνιακό έδαφος

Το σεληνιακό έδαφος διαφέρει από το έδαφος της Γης με πολλούς τρόπους. Η Σελήνη υπάρχει στο κενό του διαστήματος και κατακλύζεται από κοσμική ακτινοβολία, από την οποία η ατμόσφαιρα της Γης την προστατεύει. Αυτό το μοναδικό και εχθρικό περιβάλλον έχει το 1/6 της βαρύτητας της Γης, που σημαίνει ότι τα μικροσκοπικά σωματίδια που αποτελούν το έδαφος της Σελήνης θα παραμείνουν αιωρούμενα για πολύ περισσότερο χρόνο από το έδαφος στη Γη.

Το σεληνιακό έδαφος έχει αιχμηρές άκρες όπως το γυαλί, διαταράσσεται εύκολα και μπορεί να επιπλέει, γεγονός που επιδεινώνει τις επιπλοκές του. Για τους ερευνητές, αυτό το έδαφος δημιουργεί σημαντικά προβλήματα με τον εξοπλισμό και είναι πολύ επικίνδυνο για τους πνεύμονές σας. Αν όλα αυτά τα προβλήματα δεν είναι αρκετά, η Σελήνη δέχεται ενεργά σεισμικά κύματα συνεχώς. Αυτοί οι σεισμοί μπορούν να προκαλέσουν το σχηματισμό τεράστιων νεφών σκόνης από το έδαφος, επιδεινώνοντας την κατάσταση.

Μελέτη σεληνιακών τούβλων

Κινέζοι ερευνητές αποφάσισαν να μην πτοηθούν από τον πιο σημαντικό πόρο στο φεγγάρι. Αντίθετα, οι συσκευές σχεδιάζουν να μετατρέψουν αυτήν την επικίνδυνη σκόνη σε τούβλα. Αυτά τα σεληνιακά τούβλα θα κατασκευαστούν από ένα ιδιόκτητο ρομπότ τρισδιάστατης εκτύπωσης. Αυτή η προσέγγιση θα επέτρεπε στους αστροναύτες να παραμείνουν συγκεντρωμένοι σε πιο σημαντικά καθήκοντα και να περιορίσουν την έκθεσή τους στην επικίνδυνη σκόνη του φεγγαριού.

Οι ερευνητές δημιούργησαν πέντε διαφορετικές προσομοιωμένες συνθέσεις σεληνιακού εδάφους ως μέρος της στρατηγικής τους. Τρεις διαφορετικοί τύποι μειγμάτων εδάφους έχουν σχεδιαστεί για να μιμούνται τους διάφορους τύπους εδάφους που βρίσκονται στο φεγγάρι. Σημειωτέον, τα δύο κύρια συστατικά για τη σκόνη του φεγγαριού είναι ο βασάλτης και ο ανορθοσίτης. Και τα δύο βρίσκονται σε διαφορετικά επίπεδα ανάλογα με την τοποθεσία. Επιπλέον, η ομάδα χρησιμοποίησε τρεις διαφορετικές προσεγγίσεις πυροσυσσωμάτωσης ως μέρος της μελέτης.

Δοκιμή σεληνιακών τούβλων

Οι μηχανικοί δημιούργησαν επιτυχώς προσομοιωμένο σεληνιακό έδαφος και το ρομπότ τρισδιάστατης εκτύπωσης μπόρεσε να πάρει αυτή τη σεληνιακή σκόνη και να δημιουργήσει τούβλα. Αυτά τα τούβλα αποτελούνταν από μια ποικιλία διαφορετικών μιγμάτων, επιτρέποντας στην ομάδα να πραγματοποιήσει δοκιμές απόδοσης μεταξύ των τύπων και να καθορίσει την καλύτερη τοποθεσία για την κατασκευή ενός στρατοπέδου με βάση το καλύτερο μείγμα δομικών υλικών.

Η ομάδα δοκίμασε για να δει το φορτίο που μπορούσε να αντέξει κάθε μείγμα. Επίσης, οι δοκιμές θερμότητας επέτρεψαν στην ομάδα να προσδιορίσει εάν τα τούβλα θα μπορούσαν να χειριστούν τις έντονες μεταβολές της θερμοκρασίας που βιώνει το φεγγάρι. Αυτές οι διακυμάνσεις θερμοκρασίας μπορεί να είναι πάνω από 100 μοίρες, γεγονός που μπορεί να ασκήσει μεγάλη πίεση στα δομικά υλικά καθώς κάμπτονται και τεντώνονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες.

Διαστημική Δοκιμή Σεληνιακά Τούβλα

Τα τούβλα έχουν ολοκληρώσει τις δοκιμές στη Γη και είναι έτοιμα να μεταφερθούν στο διάστημα. Συγκεκριμένα, θα υποβληθούν σε δοκιμές απόδοσης στο διάστημα, οι οποίες έχουν προγραμματιστεί να ξεκινήσουν στον διαστημικό σταθμό της Κίνας. Τα τούβλα έχουν προγραμματιστεί να μεταφερθούν στον σταθμό με το διαστημόπλοιο μεταφοράς φορτίου Tianzhou-8.

Μόλις έρθουν σε τροχιά, οι ερευνητές θα εξετάσουν τις ειδικές για τη Σελήνη περιβαλλοντικές συνθήκες και πώς αυτές επηρεάζουν την απόδοση και την ανθεκτικότητα των σεληνιακών τούβλων. Η ομάδα θέλει να δει εάν η προστιθέμενη ακτινοβολία σε συνδυασμό με τις άγριες αλλαγές θερμοκρασίας προκαλεί τη διάλυση των τούβλων. Συγκεκριμένα, η δοκιμή θα έχει τα τούβλα σε τροχιά μέχρι τα μέσα του 2025.

Οφέλη που φέρνουν τα σεληνιακά τούβλα στη βιομηχανία

Είναι εύκολο να καταλάβει κανείς γιατί οι μηχανικοί θέλουν να εργάζονται με τοπικούς πόρους αντί να εισάγουν αντικείμενα από τη Γη. Η Σελήνη μπορεί να μην έχει πολλά στοιχεία με την πρώτη ματιά, αλλά η μοναδική χημική σύνθεση του σεληνιακού εδάφους έχει αποδειχθεί ότι είναι ένας καλός δομικός πόρος.

Ισχυρότερη

Σύμφωνα με τα δεδομένα, τα σεληνιακά τούβλα ξεπέρασαν σχεδόν με κάθε τρόπο τα αντίστοιχα στη γη. Ξεπέρασαν το σκυρόδεμα και τα κόκκινα τούβλα όσον αφορά την ανθεκτικότητα με τα αποτελέσματα των δοκιμών να δείχνουν τα σεληνιακά τούβλα να είναι σχεδόν 3 φορές ισχυρότερα. Αυτή η πρόσθετη δύναμη θα μπορούσε να επιτρέψει στους κατασκευαστές να δημιουργήσουν κατασκευές χρησιμοποιώντας λιγότερους πόρους.

Αυτοματοποιημένη διαδικασία

Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα αυτής της έρευνας είναι η δημιουργία μιας ειδικής συσκευής τρισδιάστατης εκτύπωσης που μπορεί να επεξεργαστεί το σεληνιακό έδαφος και να δημιουργήσει τούβλα επιτόπου. Αυτό το ρομπότ θα ήταν καθοριστικό για τη δημιουργία μιας σεληνιακής βάσης χωρίς να θέτει σε περιττό κίνδυνο τους αστροναύτες. Το ρομπότ μπορεί να πάρει το χώμα, να το συμπιέσει και να το θερμάνει αρκετά ώστε να σχηματίσει γερά, ελαστικά τούβλα.

Μοναδικός σχεδιασμός

Η χρήση των πρόσθετης κατασκευής στη διαδικασία ανοίγει την πόρτα για περισσότερη εφευρετικότητα και καινοτομία. Ήδη, αρκετά έργα τρισδιάστατης οικιακής εκτύπωσης έχουν δείξει ότι η χρήση περίπλοκων δομικών τοίχων μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του κόστους θέρμανσης και της σπατάλης υλικών. Το σεληνιακό περιβάλλον είναι μοναδικό. Ως εκ τούτου, ο σεληνιακός εκτυπωτής τούβλων μπορεί να δημιουργήσει νέα και πειραματικά σχέδια που θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τομέα των κτιρίων.

Ερευνητές σεληνιακών τούβλων

Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Huazhong (HUST) φιλοξένησε τη μελέτη με επικεφαλής τον Ding Lieyun. Το έργο είναι ένα μικρότερο μέρος του μεγαλύτερου διεθνούς σεληνιακού ερευνητικού σταθμού που ανακοίνωσε η Κίνα νωρίτερα μέσα στο έτος. Αυτό το έργο θα δημιουργούσε μια μόνιμη σεληνιακή παρουσία και θα επέτρεπε σε βάθος έρευνα, μικρότερες εκτοξεύσεις στο διάστημα και πολλά άλλα.

Εταιρείες που θα μπορούσαν να επωφεληθούν από τα σεληνιακά τούβλα

Υπάρχουν πολλές βιομηχανίες και εταιρείες που θα μπορούσαν να επωφεληθούν από τις πολλές καινοτομίες που φέρνει αυτή η έρευνα. Καταρχάς, όσο καλύτερη είναι η κατανόηση του σεληνιακού εδάφους, τόσο πιο εύκολο θα είναι για τους ανθρώπους να αποικίσουν τη Σελήνη κάποια μέρα. Ως εκ τούτου, η μελέτη για τα σεληνιακά τούβλα καταδεικνύει μια μετατόπιση της στρατηγικής από την προσέλκυση προμηθειών για επιβίωση στην αυτονομία επί τόπου. Ακολουθεί μια εταιρεία που θα μπορούσε να επωφεληθεί από αυτήν τη μελέτη.

Εργαστήριο πυραύλων

Η Rocket Lab κυκλοφόρησε το 2006 ως εταιρεία εκτόξευσης δορυφόρων. Η εταιρεία είναι μέρος ενός κύματος πλατφορμών εκτόξευσης στο διάστημα που συνέβαλαν στη συρρίκνωση της τιμής ανά λίβρα μεταφοράς αντικειμένων στο διάστημα. Η εταιρεία ειδικεύεται στους μικρούς δορυφόρους αυτή τη στιγμή, που είναι ένας από τους πιο ενεργούς τομείς της αγοράς.

(RKLB )

Το όχημα εκτόξευσης Electron της Rocket Labs έχει συνεργαστεί τόσο με επιχειρήσεις όσο και με κυβερνητικές εταιρείες για να εκτοξεύσει δορυφόρους στον ουρανό. Επί του παρόντος, έχει συμβόλαια με το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ, τη NASA, και ήταν καθοριστικής σημασίας στην αποστολή Gateway Pathfinder. Αξίζει να σημειωθεί ότι η Rocket Lab αναμένεται να δει συνεχή ανάπτυξη φέτος, φτάνοντας πρόσφατα σε ιστορικά υψηλά. Ως εκ τούτου, θεωρείται μια έξυπνη «αγορά».

Ακολουθήστε το Lunar Brick Road

Υπάρχουν ακόμη πολλές δοκιμές που πρέπει να ολοκληρωθούν προτού τα σεληνιακά τούβλα γίνουν επίσημη επιλογή. Ωστόσο, οι ερευνητές έχουν παρουσιάσει ένα πειστικό επιχείρημα που εξηγεί γιατί και πώς αυτά τα αντικείμενα θα ωφελήσουν τους ταξιδιώτες της Σελήνης. Προς το παρόν, μπορείτε να περιμένετε περαιτέρω έρευνα σχετικά με την έννοια των σεληνιακών τούβλων και πώς θα μπορούσε να βοηθήσει τον άνθρωπο να φτάσει σε νέους προορισμούς.

Μάθετε για άλλα δροσερά διαστημικά έργα εδώ.