С ускоряването на усилията за създаване на устойчив живот на Луната, изследване на професора по машиностроене от университета Райс Денижан Яваш показа, че лунният прах може да се използва като строителен материал на бъдещето.
Използването на лунния прах като строителен материал
През последните години различни космически програми, най-вече мисията „Артемида“ на Националната администрация по аеронавтика и изследване на космоса (НАСА) на САЩ, засилиха усилията си за изпращане на пилотирани мисии до Луната и установяване на постоянни бази на нейната повърхност. В тази връзка, изследванията върху използването на местните ресурси на Луната за създаване на жизнени пространства и инфраструктурни системи придобиват все по-голямо значение.
Прочетете също: Ракета на SpaceX може да се разбие на Луната това лято: Има ли повод за тревога?
Проучване на Денижан Яваш, преподавател в катедрата по машиностроене в университета Райс в Хюстън, Тексас, заедно с Ашраф Баставрос от Държавния университет на Айова, привлече вниманието с резултатите си в тази област.
Работата на Явас, чиито изследвания са фокусирани предимно върху съвременни инженерни материали, композити, механика на разрушаване и леки и издръжливи конструкции за космически приложения, показва, че лунният прах може да се използва в разработването на строителни материали. Идеята възникнала, докато се търсело решение на проблемите, причинени от лунния прах.
Според Яваш, който участва и в проекти, свързани с НАСА, идеята за превръщането на лунния прах в строителен материал е възникнала по време на търсенето на решение на проблемите, които той създава на лунната повърхност.
„Лунният прах е известен като изключително абразивен и остър материал, който може да представлява предизвикателство за оборудването. Първоначално работехме върху полимерни повърхности, които биха отблъсквали лунния прах. По пътя възникна въпросът: „Вместо просто да се опитваме да се отървем от този материал, можем ли да го превърнем в полезен инженерен ресурс? Имайки това предвид, започнахме да проучваме дали структурните характеристики на композитните системи могат да бъдат подобрени чрез интегриране на симулатор на лунен реголит, материал, който имитира лунната почва“, казва той.
Денижан Яваш отбеляза, че достъпът до истински лунни материали е изключително ограничен.
„Затова използвахме специален имитиращ материал, наречен симулатор на лунен реголит, който възпроизвежда химичните и физичните свойства на лунната почва. По време на проучването интегрирахме този материал в полимерни композити, подсилени с влакна, и изучихме механичните свойства на материала“, казва той.
Явас обясни, че са особено заинтересовани да оценят потенциала на този подход за създаване на леки, но здрави структури, които биха могли да се използват на лунната повърхност в бъдеще.
„Един от най-важните резултати беше, че материал, подобен на лунния прах, може да подобри здравината, жилавостта на счупване и устойчивостта на повреди на композитните системи. В серия от механични тестове наблюдавахме подобрения от приблизително 30-40 процента“, отбелязва ученият.
Той също така подчертава, че лунният прах може да полепне по скафандрите на астронавтите, да износи оборудването и да повреди механичните системи.
„Нашето изследване показва, че този проблемен материал може едновременно да се трансформира в полезен инженерен ресурс“, добавя Яваш.
Професор Явас от катедрата по машиностроене в университета Райс подчерта, че подобни материали биха могли да бъдат от решаващо значение за бъдещи местообитания, енергийни системи или мобилни лунни изследователски апарати.
„Като се имат предвид екстремните температурни колебания на лунната повърхност, излагането на микрометеорити и радиацията, ще ни трябват материали, които са не само издръжливи, но и силно устойчиви на повреди. Резултатите от нашето проучване показват, че местните ресурси на Луната биха могли да бъдат използвани за създаване на надеждни системи. Тези резултати са важни, защото демонстрират възможността за използване на материали, вече открити на лунната повърхност, в бъдещи дизайнерски решения“, казва той.
Яваш отбеляза, че създаването на постоянни обитаеми зони и инфраструктура на Луната изисква повече от просто изпращане на астронавти там. Ще трябва да се произвеждат и строителни материали, защитни системи, енергийна инфраструктура и мобилни превозни средства, адаптирани към лунните условия.
„Едно от най-големите предизвикателства в космическите изследвания е, че транспортирането на материали от Земята е изключително скъпо и логистично трудно. Следователно, ако се планира устойчив живот на Луната в бъдеще, използването на местни ресурси е от първостепенно значение“, казва той.
Прочетете също: Проект за 20 милиарда долара: НАСА ще построи обитаема база на Луната до 2032 г. вместо орбитална станция
Дългосрочната цел е да се разработят структурни материали, които да използват по-пълноценно лунните ресурси. Денижан Яваш подчертава, че изследването е все още в ранен етап, но вече прави малък, но важен принос към концепцията за „строителство на Луната с лунни материали“.
„Вярвам, че през следващите години, с ускоряването на работата по установяване на постоянни бази на Луната, значението на изследванията, насочени към директно преобразуване на лунните ресурси в инженерни материали, само ще нараства. Нашата работа би могла да бъде ранен елемент от тази концепция“, отбелязва той.
Според Яваш, на следващия етап изследователите планират да увеличат дела на лунния прах в композитните системи, като същевременно запазят технологичната ефективност и механичните свойства на материала. В дългосрочен план учените възнамеряват да разработят леки, издръжливи и мащабируеми структурни материали, които използват много по-пълноценно местните ресурси на Луната.
Яваш отбелязва също, че този подход може да отвори нови идеи не само за космическите технологии, но и за устойчиви инженерни решения на Земята. Според него, изследването е получило много положителни отзиви от академици и експерти по космически изследвания.
„Нашата работа беше публикувана в едно от най-уважаваните списания в областта на материалознанието – списанието Advanced Engineering Materials“, казва той.
Още: Китай започва да търси вода на Луната
