Образцы геополимеров, созданные из имитации лунного грунта, остались целыми в условиях космоса, и некоторые из них даже стали прочнее
Наука и космос208 июл 22:19
Образцы строительных материалов, разработанные в Университете Делавэра, провели полгода на внешней стороне МКС, подвергаясь воздействию открытого космоса на низкой околоземной орбите. После возвращения на Землю некоторые образцы продемонстрировали повышенную прочность по сравнению с аналогичными материалами, которые оставались на Земле на протяжении всего этого времени.
Полученные данные могут оказать помощь в разработке технологий строительства на Луне. Доставка готовых строительных материалов с Земли для будущих лунных баз, согласно текущим проектам и оценкам, будет крайне затратной, поэтому учёные рассматривают вариант использования местного грунта — реголита. Это рыхлый слой пыли, который покрывает поверхность Луны.
«Реголит фактически представляет собой глинистый материал. Это один из самых распространённых материалов на Луне, что делает его привлекательным для строительства», — сообщил Норман Вагнер (Norman Wagner), профессор химической инженерии Университета Делавэра.
Лаборатория Вагнера занимается разработкой геополимеров — альтернативы традиционному цементу, в которой глинистые материалы соединяются посредством химических реакций, а не высокотемпературного обжига. Учёные исследуют возможность создания строительных материалов из реголита с минимальным количеством добавок, чтобы уменьшить потребность в сложной энергозатратной переработке.
Для проверки устойчивости этих материалов к условиям космоса команда отправила тонкие пластины из геополимеров, изготовленные на основе имитации лунного и марсианского грунта, на орбиту в рамках миссии NASA MISSE-20. Образцы были размещены на внешней стороне МКС и все шесть месяцев подвергались воздействию радиации, вакуума и резких температурных колебаний.
Результаты, опубликованные в журнале Advances in Space Research, показали, что геополимеры не утратили прочности после пребывания в космосе, а некоторые образцы даже стали прочнее. Однако для строительства на Луне важно не только выдерживать внешние условия, но и иметь возможность стабильно производить материал непосредственно на месте.
В отдельной работе, опубликованной в Acta Astronautica, команда Вагнера применяла машинное обучение для решения другой задачи: свойства лунного грунта могут варьироваться в зависимости от состава и обработки. Разработанная модель позволяет предсказывать прочность будущего геополимера на основе характеристик исходного реголита и параметров производства.
Дополнительные эксперименты продемонстрировали, как такие материалы ведут себя до затвердевания — во время смешивания и формования. Учёные установили критическую точку гелеобразования: момент, когда жидкая смесь начинает преобразовываться в твёрдую структуру. Выяснилось, что перемешивание до этого этапа не оказывает влияния на скорость затвердевания и итоговую прочность материала, что расширяет возможности его обработки при создании строительных систем для будущих лунных объектов.
Darth SaharaИсточники:newswiseНаука и космос2КосмосNASAМКСКолонизация ЛуныРеголит08 июл 22:19
Источник