Как создать строительные блоки для лунной базы
К 2028 году НАСА намерено высадить "первую женщину и первого цветного человека" на Луну в рамках миссии "Артемида III". Это будет первый раз, когда люди побывают на поверхности Луны с тех пор, как астронавты "Аполлона" в последний раз побывали там в 1972 году.
Вместе с международными и коммерческими партнерами НАСА надеется, что Artemis обеспечит "устойчивую программу исследования и освоения Луны", которая может включать в себя долгосрочные объекты и места обитания на Луне. Учитывая затраты на запуск тяжелых полезных грузов, отправка всего необходимого оборудования и материалов на Луну нецелесообразна.
Это означает, что конструкции на Луне должны изготавливаться с использованием местных ресурсов, процесс, известный как in-situ resources (ISRU). На Луне этот процесс использует достижения в области аддитивного производства (AM), или 3D-печати, для превращения лунного реголита в строительные материалы. К сожалению, технические проблемы означают, что большинство методов 3D-печати неосуществимы на поверхности Луны.
В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов arXiv, группа исследователей под руководством Университета Арканзаса предложила альтернативный метод, при котором для изготовления лунных кирпичей используется спекание на основе света, а не печать целых конструкций.
Исследовательскую группу возглавляет Ван Шоу, доцент кафедры машиностроения Университета Арканзаса. К нему присоединяются Коул Маккаллум, Ювен Лян и Нахид Тушар, почетный сотрудник колледжа, ассистент-исследователь и докторант инженерного колледжа университета. В состав команды также входили исследователи с факультета механики и аэрокосмической инженерии Хьюстонского университета и факультета инженерных и естественных наук Университета Тампере.
Как они отмечают в своей статье, создание постоянной (или полупостоянной) базы на Луне было предметом научных исследований и предложений со времен "Аполлона". Эти планы всегда были омрачены тем простым фактом, что для доставки необходимого оборудования и строительных материалов потребовалось бы много тяжелых ракет-носителей, что потребовало бы больших затрат. Хотя стоимость отправки полезных грузов за последнее десятилетие значительно снизилась, во многом благодаря разработке коммерческим космическим сектором ракет многоразового использования, стоимость запуска всего необходимого астронавтам для строительства лунного объекта по-прежнему непомерно высока.
В результате для создания баз на Луне будет достаточно только ISRU. К сожалению, большинство предлагаемых методов 3D-печати конструкций непрактичны в лунных условиях, где гравитация значительно ниже (на 16,5% по сравнению с Земной), а температуры экстремальны. В районе Южного полюса Луны - бассейна Эйткен, где НАСА и другие космические агентства планируют построить свои базы, температура колеблется от 54°C (130°F) на солнечном свету до -246°C (-410°F) в затененных областях. Это связано с тем, что для запуска большинства методов AM на Луну требуются дополнительные материалы, в том числе растворители, полимеры или другие связующие вещества.
В качестве примера можно привести работу Европейского космического агентства (ЕКА) с архитектурной фирмой Foster + Partners по созданию концепции лунной базы, напечатанной на 3D-принтере.
Как проф. Су объяснил: "Существует множество методов AM, которые требуют использования растворителя для приготовления пасты или композитов для экструзии или печати; эти подходы неосуществимы, поскольку транспортировка растворителей может быть очень дорогостоящей, а испарение растворителей может вызвать множество потенциальных проблем. В некоторых методах для реализации AM используются связующие вещества или полимеры; у них схожие проблемы — доставка дополнительных материалов, обработка отходов. Кроме того, для работы этих машин (например, принтеров) требуется энергоснабжение."
Технология спекания также изучалась как потенциальный метод 3D-печати конструкций на Луне. Она заключается в обработке реголита лазерами, микроволнами или другими источниками энергии для превращения его в расплавленную керамику. Затем эта керамика печатается слой за слоем, охлаждается и затвердевает под воздействием воздуха или вакуума лунной среды. Этот метод является энергоемким и, вероятно, потребует использования ядерного источника энергии, такого как реактор мощностью в киловатт.
"Из-за этого наша команда представляет себе систему, в которой для самих конструкций требуется только лунный материал, что устраняет проблемы при доставке материалов с Земли", - добавил Коул, который был первым автором статьи, описывающей их результаты.
Метод, который они протестировали и рекомендуют, известен как световое спекание, при котором солнечный свет концентрируется с помощью оптических приборов для бомбардировки и расплавления лунного реголита в сырье. Исследователи протестировали эту технологию на Земле, используя имитатор лунного реголита для производства стекла и зеркал. На Луне солнечная энергия присутствует постоянно и в изобилии в освещенных солнцем регионах, что делает ее гораздо более надежной, чем источник питания, который необходимо транспортировать. Простота системы делает ее весьма востребованной в сложных условиях, где ремонт в случае поломки будет затруднен.
Однако эксперименты показали, что технология по-прежнему сталкивается с проблемами при использовании для создания целых конструкций. С этой целью команда Sou сосредоточилась на производстве строительных компонентов.
Коул сказал: "Хотя большинство исследований на эту тему по-прежнему основаны на смеси связующего вещества и лунного грунта, содержание кремнезема в реголите таково, что при достаточно высоких температурах он может связываться сам с собой при спекании. При попытке проделать это с более крупными конструкциями мы обнаружили, что в создаваемых нами деталях было меньше однородности и, следовательно, меньшей точности.
"Исходя из этого, мы пришли к выводу, что наилучшим вариантом использования нашего метода было бы сосредоточиться на изготовлении большого количества взаимосвязанных и реконфигурируемых кирпичей для использования в крупномасштабных конструкциях. Мы считаем, что такой подход к созданию "кирпичиков Lego" полезен еще и потому, что оборудование может соответствовать ограничениям по объему для лунных миссий, поскольку общее пространство, необходимое для изготовления каждого блока, намного меньше".
Их работа основана на существующих исследованиях технологии спекания, которая использует различные источники энергии для расплавления лунного реголита и создания строительных материалов. Это включает в себя работу НАСА с космической архитектурной фирмой SINTERHAB, которая предложила оснастить вездеход агентства Extrater-Explorer (ATHLETE) с шестигранными конечностями технологией микроволнового спекания. Однако, по словам Коула, их концепция особенно привлекательна из-за способа производства реконфигурируемых кирпичей.
"Возможность реконфигурации наших кирпичных узлов, в частности, привлекает внимание благодаря гибкости, которой мы можем достичь в процессе строительства. Поскольку к различным деталям предъявляются разные требования к материалам, мы можем использовать множество методов в зависимости от решаемой задачи. Для конструкций, где требуется большой объем материала и где не требуется высокая точность, как в случае с защитой от радиации, мы считаем, что наш метод является многообещающим".
Однако, прежде чем концепция будет реализована, предстоит еще многое сделать. Как указывает Шоу, необходимы дополнительные исследования для оптимизации параметров спекания и свойств материала. Команда также планирует создать прототип и провести лабораторные испытания, которые, как они надеются, позволят им усовершенствовать и масштабировать технологию для использования на Луне. Им также необходимо продумать, как полученный в результате 3D-принтер будет перемещаться по поверхности Луны, на какие параметры питания он будет полагаться, и другие соображения.
"Когда дело доходит до полной реализации, еще предстоит проделать большую инженерную работу", - заключил Коул. "В будущем нам нужно будет рассмотреть, как изменится процесс спекания в вакууме или какие изменения потребуются для платформы сборки, чтобы, например, можно было надежно изготавливать детали, отслеживая движение солнца.
"Кроме того, наше устройство должно быть способно выдерживать суровые условия по сравнению с лабораторной средой, в которой мы работали во время этого исследования. Все это сложные задачи, но, в конечном счете, наука, стоящая за всем этим, хорошо изучена".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Анализ и присвоение названия новому метеориту

Встреча с зелеными человечками в Кентукки

Зафиксировали самый удаленный быстрый радиовсплеск

Зонд Люси мог бы посетить еще один астероид

ИИ научился быть злым без чьих-либо указаний

Кинолог запечатлел очень быстрый НЛО

Метеорит пробил дыру в крыше дома в Джорджии

Мужчина, выгуливая свою собаку, запечатлел НЛО

На экзолунах у Альфа Центавра может быть жизнь

Планеты, на которых нет воды, могут производить жидкости

Появление новой статуи на острове Пасхи

Пропавший самолет Амелии Эрхарт найден

Пугающая информация о таинственном межзвездном объекте

Расы инопланетян, о которых известно властям США

Сфера Дайсона поможет воскрешать мертвых

Сходство между околосмертными переживаниями и наркотиками

Туринская плащаница. Это кто-то другой, а не Иисус

Физический варп-двигатель возможен

Черный куб замечен над базой ВВС Райт-Паттерсон

Шокирующее открытие после падения метеорита в Джорджии

База инопланетян в кратере Лаут на Марсе

Видел ли Дональд Трамп НЛО

Древние постройки обнаружили на Меркурии

Завод по производству лунного кирпича

Загадочная комета, прилетевшая из другой системы

НАСА изучает загадочную межзвездную комету

Научились превращать ртуть в золото

НЛО заметили над штатом Нью-Джерси

НЛО наблюдает за семьей в Индии

НЛО оставляет дымный след над Невадой

Обнаружена самая массивная черная дыра

Обнаружены первые звезды Вселенной

Существуют четыре различных вида инопланетян

США используют технологии инопланетян

Таинственный гигант, скрывающийся за черными дырами

Три фигуры появляются на Солнце

Удивительный полет к черной дыре

Федеральный советник по науке призывает изучать НЛО

Экзопланета у ближайшей солнцеподобной звезды

Экзотические вихри на картине 'Звездная ночь'

Гигантский пузырь звезды-сверхгиганта удивляет

Когда марсианский грунт распадется на части

Космическая гонка касается не только крупных стран

Криптотерриториальная гипотеза

Литологические особенности ландшафта Марса

Молодая звезда начинает взрываться

НАСА спешит разместить ядерные реакторы на Луне и Марсе

НАСА ускоренно разрабатывает лунный реактор

Недавние вулканические и термальные изменения на Марсе

Поиск жизни на Марсе был явной целью астросообщества

Почему кабинет Трампа дает разные ответы о НЛО

С помощью ChatGPT пишется все больше научных статей

Самая ранняя черная дыра во Вселенной

Свидетельства о кровавом ритуале на Туринской плащанице

Столкновение облаков приводит к вездообразованию

Тайна Бермудского треугольника раскрыта

Тайны космического винограда

Тайны протопланетных дисков

Что нужно знать о Лох-Несском чудовище

Шестеро преемников могли бы исследовать Марс

Бесконечная зима в Европе все ближе

Библейские руины - ключ к тайне Ковчега завета

Библейское море становится кроваво-красным

Власти США знают о четырех расах инопланетян

Изображение Плащаницы сделано со скульптуры

Конгрессмен рассказал об инопланетянах

Миру следует разработать политику в области НЛО

На Марсе нашли совершенно новый минерал

Наблюдение за НЛО в Уилтшире

Новые подсказки в поисках Восьмого чуда

Обнаружена экзопланета в обитаемой зоне Альфы Центавра

Популярные места для наблюдения НЛО в США

Страх охватил деревни в Австралии из-за НЛО

Существо в реке Хан в Сеуле стало вирусным

Тайна Атлантиды становится все более загадочной

Тайна человеческого сердца Леонардо да Винчи

Тулси Габбард возрождает теорию заговора о НЛО

Ученые предсказывают Конец света

Центр изучения НЛО открывает набор учителей

Что означает интерес Джей Ди Вэнса к НЛО

Безумный план посетить черную дыру

Загадочные временные явления в тени Земли

Загадочный межзвездный обьект - инопланетный корабль

Закрыли изучавший телепортацию институт МГУ

Заметили облако в форме рестлера Халка Хогана

Затонувший город расскажет о Ноевом ковчеге

Межзвездная экспедиция к черной дыре

Межзвездный объект имеет разумный дизайн

Мрачное предупреждением о 15 годах антиутопии

НЛО сняли в холмах Малверн

Новое открытие в Туринской плащаницы

Новый вид физики, не виданный ранее

Новый окрас кошек противоречит генетическим ожиданиям

Пилот уверен, что нашел самолет Амелии Эрхарт

Признаки древней жизни на Красной планете

Самое странное кольцо Сатурна

Суперинтеллект роботов может привести к Апокалипсису

Существуют другие видео маневров НЛО у Нимица

Сфера Буга - часть скрытой планетарной сети

Таинственные шары требуют научного изучения

Мраморные памятники фото и цена

Автомобилист принял телескоп за НЛО

Великая пирамида на тысячелетия старше фараонов

Вера в возможность существования внеземной жизни

Давайте сохраним Луну

Директор национальной разведки рассказала о НЛО

Доказательство приземления НЛО тысячи лет назад

ИИ ChatGPT превратили в похитителя данных

ИИ вскоре получит контроль над ядерным оружием

Инопланетный зонд нужно изучить

Инопланетяне живут рядом с нами

Направляясь к системе Проксимы Центавра

Огромный подводный город недалеко от Ноева ковчега

Орбита - игровая площадка для миллиардеров

Планеты-изгои могут образовывать планетные системы

Познакомьтесь с черными дырами среднего размера

Путешествие к экзопланете может занять 250 лет

Суперсталь выведет термоядерный синтез на новый уровень

Там могут быть инопланетяне

Теории о происхождении темной материи

Футуристический корабль для полета к звездам

Безумная теория астрофизика

Бесследное исчезновение самолета у Австралии

Взгляните на индонезийский фестиваль НЛО

Все люди могут быть пришельцами с Марса

Деревушка в Шотландии - столица НЛО Великобритании

Зеленый НЛО, похожий на кальмара, над Далласом

Кто первым построит ядерный реактор на Луне

Люди развили две ноги не для того, чтобы бегать

Металлический шар над вулканом в Мексике

Мужчина установил связь с умершим сыном

Нечто в доме приставало по ночам к девочкам

НЛО оказался зеркалом телескопа

НЛО потерпел крушение у Стокгольма

Стоит ли бояться приближающейся кометы

Странное лицо на горе в Чили

Страшное предупреждение Хокинга об НЛО

Таинственный межзвездный объект неестественен

Уфологи пытаются реформировать Великобританию

Хокинг нас предупреждал

Хронология Великой пирамиды не верна

Перепланировка нежилого помещения. Законность и порядок действий

Библейское предупреждение о конце света

Вращение Земли таинственным образом ускорилось

Загадочное лицо на вершине горы в Чили

ИИ самостоятельно обнаружил уязвимости в ПО

Конгрессмена проинформировали об инопланетянах

Консультация, данная разоблачителю Дэвиду Грушу

Криптозоолог занялся политикой

Лох-Несское чудовище выглядит иначе

НЛО вызвали переполох в Индии

Отпечаток пальца библейского персонажа

Повернуть время вспять и стереть ошибки

Провал ключевой для колонизации Луны миссии

Связь между депрессией и датой рождения

США намерены оккупировать Луну

Теория о подозрительной активности в космосе

Трюк с квантовой запутанностью

Уфолог ушел в политику

Уфологи обнаружили базу инопланетян

Фильм 'Пришельцы в Америке - дело Паскагулы'

Экзопланеты подсказали размер и состав Планеты Х

Aвcтpaлийcкaя aнoмaльнaя зoнa нaпoминaeт o ceбe

Будущее астрономии на Луне

Вирусное видео с НЛО над Далласом

Вице-президент США хочет исследовать феномен НЛО

Внутри человека скрывается новая форма жизни

Джей Ди Вэнс рассказал о тайне НЛО

Инопланетян заметили над Далласом

Истинное предназначение Туринской плащаницы

Как напрямую обнаружить темную материю

Когда пространство становится временем

Нейтрино и темная материя

Обнаружение Земли-2 имеет решающее значение

Предупреждение Хокинга об инопланетянах и НЛО

Приземление зонда инопланетян на Земле назвали бредом

Туринская плащаница не была положена на Иисуса

Туринская плащаница соответствует барельефу статуи

Человечество скоро достигнет своего пика

Что происходит непосредственно перед ударом молнии

Эволюция древних библейских рукописей

Я заночевала в призрачном пабе Уэльса

Помощь при запое. Как работает детоксикация организма

Американская общественность узнает об НЛО

Вице-президент США Джей Ди Вэнс одержим НЛО

Власти США очарованы неопознанными летающими объектами

Наверх
Яндекс.Метрика