הדפסת תלת מימד לבני ירח עם סימולציית אדמה יכולה לשמש כבסיס לבסיסי ירח

חוקרים מאוניברסיטת הואז'ונג למדע וטכנולוגיה (HUST) אולי פתחו כיצד לבנות מבנים בני קיימא על הירח ומעבר לו, במחיר נמוך מהעלות שנדרשה בעבר. הקונספט החדש כולל שימוש בתערובות אדמה ירחיות ליצירת לבנים. הנה כל מה שצריך לדעת.

אי אפשר לבנות בלי חומרים?

אסטרטגיה זו חיונית עבור בסיס הירח הבינלאומי המתוכנן, שכן הבאת חומרי בניין וציוד בנייה יהיה בלתי אפשרי. אפילו כשהמחיר לליש"ט לשגר פריט למסלול מתכווץ משמעותית מאלפים למאות בחמש השנים האחרונות, הרעיון עדיין לא מציאותי. כתוצאה מכך, חוקרים סינים הפנו את תשומת לבם לשימוש באספקה ​​הזמינה.

בעיות עם אדמת הירח

אדמת הירח שונה מכדור הארץ במובנים רבים. הירח קיים בוואקום של החלל ומוטרף עליו קרינה קוסמית שמפניה מגינה האטמוספירה של כדור הארץ. לסביבה ייחודית ועוינת זו יש שישית מכוח המשיכה של כדור הארץ, כלומר החלקיקים הזעירים היוצרים את אדמת הירח יישארו תלויים זמן רב יותר מאדמה על פני כדור הארץ.

לאדמת הירח יש קצוות חדים כמו זכוכית, היא ניתנת להפרעה בקלות ויכולה לצוף, מה שמוסיף לסיבוכים שלה. עבור חוקרים, אדמה זו יוצרת בעיות משמעותיות עם ציוד ומסוכנת מאוד לריאות. אם כל הבעיות הללו לא מספיקות, הירח חווה גלים סייסמיים פעילים כל הזמן. רעידות ירח אלו עלולות לגרום להיווצרות ענני אבק אדמת רוח מסיביים, מה שמחמיר את המצב.

מחקר לבני ירח

חוקרים סינים החליטו לא להירתע מהמשאב הבולט ביותר על הירח. במקום זאת, מכשירים מתכננים להפוך את האבק המסוכן הזה ללבנים. לבני הירח הללו ייבנו על ידי רובוט הדפסת תלת מימד קנייני. גישה זו תאפשר לאסטרונאוטים להישאר ממוקדים במשימות חשובות יותר ולהגביל את חשיפתם לאבק הירח המסוכן.

החוקרים יצרו חמישה קומפוזיציות מדומה שונות של אדמת ירח כחלק מהאסטרטגיה שלהם. שלושה סוגים שונים של תערובות אדמה נועדו לחקות את סוגי האדמה השונים המצויים על הירח. יש לציין ששני המרכיבים העיקריים לאבק הירח הם בזלת ואנורתוזיט. שניהם נמצאים ברמות שונות בהתאם למיקום. בנוסף, הצוות השתמש בשלוש גישות סינטר שונות כחלק מהמחקר.

מבחן לבני ירח

המהנדסים יצרו בהצלחה אדמת ירח מדומה, ורובוט ההדפסה התלת-ממדית שלהם הצליח לקחת את אבק הירח הזה וליצור לבנים. לבנים אלו היו מורכבות ממגוון תערובות שונות, מה שמאפשר לצוות לערוך מבחני ביצועים בין הסוגים ולקבוע את האתר הטוב ביותר לבניית מחנה על בסיס תמהיל חומרי הבנייה הטובים ביותר.

הצוות בדק כדי לראות את העומס שכל תערובת יכולה להתמודד. כמו כן, בדיקות חום אפשרו לצוות לקבוע אם הלבנים יכולות להתמודד עם תנודות הטמפרטורה החזקות שהירח חווה. תנודות הטמפרטורה הללו יכולות להיות מעל 100 מעלות, מה שעלול להפעיל לחץ רב על חומרי בניין כאשר הם מתגמשים ומתמתחים בטמפרטורות שונות.

בדיקת חלל לבני ירח

הלבנים סיימו את הבדיקות על פני כדור הארץ והן מוכנות להפלגה לחלל. באופן ספציפי, הן יעברו בדיקות ביצועים בחלל שאמורות להתחיל בתחנת החלל הסינית. הלבנים מתוכננות להילקח לתחנה על סיפון חללית המטען טיאנג'ואו-8.

ברגע שהם נמצאים במסלול, החוקרים יבחנו תנאים סביבתיים ספציפיים לירח וכיצד הם משפיעים על הביצועים והעמידות של לבני הירח. הצוות רוצה לראות אם הקרינה הנוספת בשילוב עם שינויי טמפרטורה פראיים גורמת ללבנים להתפרק. יש לציין כי הבדיקה תביא את הלבנים במסלול עד אמצע 2025.

היתרונות של לבני הירח מביאים לתעשייה

קל להבין מדוע מהנדסים רוצים לעבוד עם משאבים מקומיים במקום לייבא פריטים מכדור הארץ. אולי במבט ראשון אין הרבה על הירח, אבל ההרכב הכימי הייחודי של אדמת הירח הוכח כמשאב בנייה טוב.

חזק יותר

לפי הנתונים, לבני הירח עלו על מקבילותיהן הקשורות לכדור הארץ כמעט בכל מובן. הם עלו על בטון ולבנים אדומות מבחינת עמידות עם תוצאות בדיקה שהראו שלבני הירח חזקות כמעט פי 3. חוזק נוסף זה יכול לאפשר לבונים ליצור מבנים תוך שימוש בפחות משאבים.

תהליך אוטומטי

יתרון מרכזי נוסף של מחקר זה הוא יצירת מכשיר מיוחד להדפסת תלת מימד שיכול לעבד אדמת ירח וליצור לבנים באתר. רובוט זה יסייע ביצירת בסיס ירח מבלי להעמיד אסטרונאוטים בסיכון מיותר. הרובוט יכול לקחת את האדמה, לדחוס אותה ולחמם אותה מספיק כדי לאסוף לבנים חזקות וגמישות.

עיצוב ייחודי

השימוש של ייצור כתוסף בתהליך זה פותח את הדלת ליותר כושר המצאה וחדשנות. כבר עכשיו, מספר פרויקטים של הדפסה ביתית בתלת מימד הראו שהשימוש בקירות מבניים מורכבים יכול לסייע בהפחתת עלויות החימום ובזבוז החומרים. סביבת הירח היא ייחודית. ככזה, מדפסת לבני הירח יכולה ליצור עיצובים חדשים וניסיוניים שיכולים לשנות את מגזר הבניין.

חוקרי לבני ירח

אוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה (HUST) אירח את המחקר בראשות דינג לייון. הפרויקט הוא חלק קטן יותר מתחנת מחקר הירח הבינלאומית הגדולה עליה הכריזה סין מוקדם יותר השנה. הפרויקט הזה ייצור נוכחות ירח קבועה ויאפשר מחקר מעמיק, שיגורים קצרים יותר בחלל ועוד הרבה יותר.

חברות שיכולות להפיק תועלת מלבני ירח

ישנן תעשיות וחברות רבות שיכולות להפיק תועלת מפריצות הדרך הרבות שמחקר זה מביא. ראשית, ככל שהבנה טובה יותר של אדמת הירח, כך יהיה קל יותר לאנשים ליישב את הירח יום אחד. ככזה, מחקר הלבנים הירחיות מדגים שינוי באסטרטגיה מהבאת אספקה ​​​​לשרוד להפיכה לעצמאות עצמית באתר. הנה חברה אחת שיכולה להפיק תועלת ממחקר זה.

מעבדת רקטות

Rocket Lab עלתה לאוויר בשנת 2006 כחברת שיגור לוויינים. החברה היא חלק מגל של פלטפורמות שיגור לחלל שעזרו לכווץ את המחיר לקילוגרם של הכנסת פריטים לחלל. החברה מתמחה כרגע בלוויינים קטנים, שהוא אחד הענפים הפעילים ביותר בשוק.

(RKLB )

רכב השיגור של Rocket Labs Electron עבד עם חברות ארגוניות וממשלתיות כאחד כדי להעלות לוויינים לשמיים. נכון לעכשיו, יש לו חוזים עם משרד ההגנה האמריקאי, נאס"א, והוא היה גורם מרכזי במשימת Gateway Pathfinder. ראוי לציין ש-Rocket Lab צפויה לחוות צמיחה מתמשכת השנה, והגיעה לאחרונה לשיאים של כל הזמנים. ככזה, הוא נחשב ל"קנייה" חכמה.

לכו על דרך לבני הירח

עדיין יש הרבה בדיקות שצריך להשלים לפני שלבני ירח יהיו אופציה רשמית. עם זאת, החוקרים הציגו טיעון משכנע המסביר מדוע וכיצד פריטים אלה יועילו למטיילים על הירח. לעת עתה, ניתן לצפות לראות מחקר נוסף על מושג הלבנים הירחיות וכיצד הן יכולות לעזור לאדם להגיע ליעדים חדשים.

למד על פרויקטי חלל מגניבים אחרים כאן.