Как учените смятат да построят база на Луната?

Очаквайте основен източник на подобрена ефективност на микровълновото нагряване.

НАСАПрограмата Artemis на НАСА има за цел да създаде лунна база като част от пилотирана инициатива за изследване на Луната. Обществените очаквания за тази космическа база обаче може да се различават от тези, изобразени в популярните научнофантастични филми. Изграждането на лунна база изисква широка гама от строителни материали, което включва значителни транспортни разходи. Тези материали трябва да бъдат изстреляни от Земята с помощта на ракети.

Тъй като транспортирането на строителни материали от Земята до Луната е скъпо и отнема много време, трябва да се използват местни материали, за да се създаде лунна база. Един обещаващ начин за изграждане на лунна база с помощта на местни материали е микровълновото отгряване, което втвърдява лунната почва (почва) под нейната точка на топене.

В момента по света се провеждат активни изследвания на процеса на синтероване на лунна почва с помощта на лазери, слънчева енергия и микровълни. Сред тези технологии микровълновото синтероване на лунна почва е видна технология, разработвана от различни институции, включително НАСА и Европейската космическа агенция (Европейска космическа агенция) и Корейския институт по строително инженерство и строителни технологии (KICT, президент Ким Бюнг-сук).

Изследване на микровълново синтероване

Изследователски екип (д-р Gangwon, Lee, д-р Young-jae, Kim и д-р Hyun-woo, Jin), ръководен от д-р Hyo-sung, Shin в отдела за изследване на бъдещето и интелигентните сгради в Корейския технологичен институт в момента провежда проучване върху формовани в микровълнова фурна тухли, имитиращи лунна почва. Това изследване използва техники за синтероване, подобни на изпичане на керамика, повишаване на температурата за създаване на твърди тухли.

Тухлите, направени от материали, имитиращи лунен реголит, имат якост над 20 MPa, което е подобно на бетона. Микровълновото нагряване зависи от диелектричните свойства на материала, така че е необходимо подробно изследване на диелектричните свойства на лунния реголит. Понастоящем няма достатъчно изследвания за това как лунните реголити реагират на микровълново нагряване при различни температури.

Изследване на лунни материали

Като част от изследванията за микровълново синтероване, изследователският екип изследва диелектричните свойства на корейския лунен симулант (KLS-1) и илменита (железен титанат) при различни температури. Илменитът е изобилен минерал на Луната и е известно, че повишава ефективността на микровълновото нагряване. Въпреки това не са извършени подробни изследвания на диелектричните свойства на илменита и неговото поведение по време на микровълново нагряване.

Резултатите от изследването показват, че симулацията на лунен реголит има свойството на прозрачност на микровълните; Което затруднява отоплението им. Илменитът (железен титанат) обаче взаимодейства силно с микровълните поради уникалната си кристална структура, позволяваща бързо нагряване до високи температури. В допълнение, анализът на кристални структури на симулиран лунен реголит и илменит успешно разкри основните фактори, допринасящи за повишените взаимодействия на минералите с микровълните.

Използването на местен ресурс, илменит, като нагревателен елемент при изграждането на лунната база чрез микровълново синтероване означава ефективно и бързо производство на строителния материал. Д-р Young Jae Kim от Корейския технологичен институт изрази очакването си, че това изследване ще бъде решаваща основа за разработването на микровълнова технология за бъдещо изследване на Луната и изграждане на лунна база.

Справка: „Температурно-зависими диелектрични свойства на корейски лунни симулации и илменит: потенциал за лунна микровълнова обработка“ от Youngjae Kim, Hyunwoo Jin, Jangjoin Lee, Byunghyun Ryu и Heo Sung Shin, 13 май 2024 г. Строителни и строителни материали.
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.136599

Това проучване е проведено в рамките на изследователската програма KICT (Проект № 20230081-001, Разработване на екологичен симулатор и усъвършенствани строителни техники на TRL6 в екстремни условия; Проект № 20230144-001, Космическа архитектура: Разработване на основна технология за изграждане на местообитания на Луната), финансиран от Министерството на науката, информационните технологии и комуникациите.