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

Высокощелочной океан Энцелада влияет на поиск жизни

Где мы находимся во Вселенной

Жуткие подробности о зигзагообразных НЛО

Инопланетяне оставили череп у берегов канадского острова

Инопланетяне очень любят штат Нью-Йорк

Инопланетянин зашел на огонек

Как образуются сверхмассивные черные дыры

Как создать строительные блоки для лунной базы

Как ящерицы пережили падение астероида-убийцы

Место последнего упокоения графа Дракулы

НЛО завис над живописным устьем реки

Обнаружили клетку, о существовании которой не подозревали

Памятник древности, который может переписать историю

Светящаяся сфера повергла в шок жителей Альберты

Составили карту распределения темной материи

Споры вокруг НЛО не утихают

Странная вспышка больше года ставила астрономов в тупик

Странные случаи похищения людей инопланетянами

Хлоя Кардашьян рассказала паранормальных явлениях дома

Экзопланетологи искажают вероятность своих находок

Возможно, мы сможем увидеть первые галактики

ИИ будет чинить космический корабль

Как ИИ меняют профессию учителя

Как рассчитывают вероятность столкновения с астероидом

Как формировалась ранняя Вселенная

Криовулканизм на спутнике Плутона Хароне

Наблюдения за Несси основаны на физической реальности

Наблюдения НЛО в Иллинойсе

НЛО над Массачусетсом оказался вертолетом

Новые двигательные установки обеспечат полет к Седне

Новый способ обнаружения первичных черных дыр

Обитаемые миры распространены вокруг малых звезд

Обнаружение экзопланет - одно, а визуализация - совсем другое

Поиски признаков жизни на Марсе продолжаются

Пугающие пророчества о катастрофическом мега-цунами

Скрытая сложность сигналов из черных дыр

Статистический анализ обитаемости экзопланет

Столкнется ли астероид 2024 YR4 с Луной

Стратегии обнаружения океанов на спутниках Урана

Существование близкой экзопланеты подтвердили

Как узнать уникальность текста с помощью нейросети

Время имеет три измерения, а пространство является вторичным

Галогены и судьба лунной коры

Использование ChatGPT может привести к разрушению мозга

Как лучше понять экзотическое состояние вещества

Как менялась поверхность Марса миллиарды лет назад

Марсоход исследует породу в поисках деталей

Метеорит - распространенная аминокислота

Неожиданный минерал в зернах Рюгу

Новое представление о первых звездах

Обсерватория Вера Рубин поможет исследовать темную материю

Первый этап формирования планет после рождения звезды

Поиски сверхлегкой темной материи продолжаются

Распространял ли Пентагон ложные истории об НЛО

Расширенный обзор марсианской ионосферы

Спутники Земли в опасности, если астероид врежется в Луну

Строительство на Марсе - это шаг вперед

Таинственный шар, летящий по небу Альберты

Тайна пропавших метеоритов с Меркурия

Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил свою первую экзопланету

У пульсаров могут быть крошечные горы

Астрономы ищут таинственную девятую планету

ВВС США опубликовали новое видео НЛО

Граф Дракула похоронен в Неаполе

ИИ может подорвать навыки критического мышления

Использование космолифта для доставки воды с Цереры

Как темные фотоны могут стать темной материей

Корабль инопланетян летит через Солнечную систему

Криптозоологи поженились на фестивале

Манчестерская одержимость НЛО

Миссури одна из горячих точек НЛО

Необъяснимые наблюдения в небе Северной Каролины

Оборотень замечен в Бридлингтоне

Переписка Пентагона с подрядчиком о НЛО

Посреди ангара стояла настоящая летающая тарелка

Природные НЛО еще более странные и загадочные

Редчайший спрайт заметили над Мексикой

У Вселенной есть кнопка самоуничтожения

Учения помогут понять и избежать конфликтов на Луне

Фотография оборотня, замеченного в лесах Великобритании

Экстраординарная находка внутри Великой пирамиды

Впервые отправили в стратосферу чипированных крыс

Есть ли в океанических мирах зоны, пригодные для жизни

Загадка пластины Эдмонтона

Заклинания, ведуны-целители и охота на ведьм

Заявили об обнаружении могилы Влада Дракулы

ИИ грозит массовыми увольнениями

Как сегодня выглядит место падения Тунгусского метеорита

Маленький шаг к планированию жизни на Марсе

Минерал, которого там не должно быть нашли на Рюгу

Новое исследование о горячих Юпитерах

Новое оружие вызывает отключение электроэнергии

Первый взгляд на экзопланету GJ 504b

План Трампа угрожает космическому превосходству США

Подсчитали количество пригодных для жизни экзопланет

Почему речь политиков при власти становится запутанной

Способность ИИ к пониманию собственных слов

Тайна исчезновения подледного океана Харона

Тайны удивительного Меркурия

Три электрона ведут себя как куча

Экзопланетные системы разнообразны

Актриса делится историей наблюдения НЛО

Величайшее затонувшее сокровище Америки

Величайшие уфологи из Аризоны

Внеземные встречи в Колорадо

Водонапорная башня в стиле НЛО в Иллинойсе

Главные уфологические песни

Его история о похищении в Аризоне стала легендой

Ежегодный рынок поделок на инопланетную тематику

На что похожи корабли инопланетян

НЛО, инопланетяне и неизвестные существа

Осознанные сновидения - уникальное состояние Сознания

Пентагон распространял мифы об НЛО в Зоне 51

Популярные у инопланетян канадские города

Секретная подземная база, управляемая инопланетянами

Странные НЛО беспокоят полицию Аргентины

Странный объект, запечатленный в Массачусетсе

Сфера Мосула, снятая над Ираком

Уфолог выступает в районной библиотеке Брайтона

Уфологические романы об инопланетянах и неизведанном

Ученые озадачены обнаруженным межзвездным объектом

Лечение алкоголизма. Как работает современная наркологическая помощь

Где же самолет Амелии Эрхарт

Дискуссия о вымирание неандертальцев

Звездная система, пропитанная спиртом

Леди встретилась с легендарным чудовищем Несси

Миллионы долларов DARPA выбросило на ветер

НЛО чаще всего наблюдают в Великобритании

Новаторская книга раскрывает секреты НЛО

Новые улики в деле Амелии Эрхарт

Пиктограмма Джокера появилась возле Стоунхенджа

Представлены научные данные о сооружениях под пирамидами

Приостановка регулирования ИИ приведет мир к катастрофе

Путеводитель по событиям в области НЛО

Раскрыли источник загадочного космического импульса

Раскрыт геометрический секрет витрувианского человека

Революционное открытие в Великой пирамиде Египта

Таинственная подземная база инопланетян

Три мозга объединили с помощью одной только мысли

Усилия по принятию закона о раскрытии информации о НЛО

Уфологический фестиваль проходит в Розуэлле

Экзопланета, жаждущая смерти

Гравитационная постоянная - тайна раскрыта!

Апокалиптические астероиды подождут

Атлантида всего в двух милях от побережья Испании

Всемирный день НЛО. История, значение, мероприятия

Галактики, которые мы никогда раньше не видели

Глубинное государство изобрело уфологию

ИИ за пару дней решил загадку супербактерий

Как создать отказоустойчивый квантовый компьютер

Калифорния лидирует по числу наблюдений НЛО

Карьера в области исследований инопланетян

Миссури входит в число уфо-штатов США

Наблюдения НЛО, которые потрясли Индию и весь мир

Необъяснимые наблюдения в небе Вирджинии

Обнаружено самое любимое число ИИ - и это не 42

Обнаружили метеориты с Меркурия

Почему Всемирный день НЛО отмечается 2 июля

Предсказание, что за термоядерным синтезом стоит энергия

Странная история о невидимом мальчике

Странное погодное явление над Португалией

Фиолетовый свет в небе Иордании

Что было замечено в небе Флориды

Экономия с помощью промокодов на Яндекс.Маркете. Как покупать выгодно

Преимущества заказа торта к празднику. Как выбрать идеальный десерт для особого случая

Отказ в визе в Румынию, или как перестать бояться

Большого кота заметили в сумерках

Бортинженер НАСА рассказал об инопланетных технологиях

Маленький городок привлекает уфологов

Миллионы наушников можно превратить в жучки

Мозговой имплант Neuralink получили уже семь пациентов

Моя ночь в мотеле с привидениями и клоунами

Над США взорвался метеорит массой более тонны

Необычный НЛО, снятый в Колорадо

Неразгаданные головоломки

Неужели так наступит Конец света

Обнаружили затерянный египетский город

Правительство США скрывает связи с инопланетянами

Самые безумные традиции летнего солнцестояния

Самые опасные места для жизни в Великобритании

Создание реальных Франкенштейнов

Спутник заговорил после смерти в 1967 году

Существо, которое существует между жизнью и нежизнью

Человечество достигнет Сингулярности в течение 20 лет

Что было замечено в небе Нью-Гэмпшира

Я была набожной католичкой ... пока не умерла

Наверх
Яндекс.Метрика