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
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
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

Астрометрия требуется для обнаружения жизни

Выявили новый класс мертвых звезд

Глубины Нептуна и Урана могут быть суперионными

Гравитационные волны - кандидаты на темную материю

Инструмент НАСА для поиска льда на Луне

Как вода текла по астероиду Бенну

Крупнейший обзор вращений экзопланет

Магнитный пузырь Сатурна перекошен

Невидимые трудности жизни на Луне

Необъяснимые вспышки в небе в 1950-х годах

Обнаружен горячий Юпитер у бедной металлами звезды

Обнаружили пару протопланетных дисков

Первичные черные дыры создали всю материю

Первое свидетельство марсианской песчаной бури

Разговоры фокусников не обманывают глаз

Решающее препятствие для поиска темной материи

Секреты черных дыр и массы Хиггса

Существует ли жизнь в атмосфере Венеры

Уже в третьей галактике отсутствует темная материя

Эксперименты опровергают утверждение о темной материи

Запретная зона для черных дыр звездного происхождения

Земля сформировалась из внутренней части системы

Измерение содержания титана в породах Луны

Изучение секретов ледяного гиганта Урана

ИИ может подорвать мышление и анализ человека

ИИ широко используется федеральными судьями

Колебания пространства-времени во Вселенной

Концепция миссии с двигателем на солнечных парусах

НАСА сократило количество мест посадки на Луне

НАСА хочет построить базу на Луне

Новый спектрограф для исследования экзоатмосфер

Потенциальные биосигналы в марсианской породе

Потребовалось более 50 лет, чтобы вернуться на Луну

Почему потребовалось так много времени, чтобы вернуться на Луну

Пригодны ли планеты у красных карликов для жизни

Связь между составом экзопланет и их звездами

Секретная программа ЦРУ по отслеживанию людей

Терраформирование Марса

Ускоренный поиск ресурсов на Луне и Марсе

Что способствует сплочению в различных обществах

Американская сага об НЛО и реальности

Апокалипсис квантового шифрования всё ближе

Важная зацепка в исчезновении генерала ВВС

Ведущий специалист по НЛО скончался

Власти США раскрывают архивы с данными об НЛО

Жизнь в облаках Венеры могла быть занесена с Земли

Загадочная парейдолия

Загадочная смерть Курта Кобейна

Загадочный Антикитерский механизм

Зачем Пентагон намеревается рассекретить данные об НЛО

Инопланетный след в гибели группы с перевала Дятлова

Инопланетяне вышли на контакт через посредников

Инцидент с НЛО в средней школе Уэстолла

НЛО пролетел над буровой площадкой в Канаде

Очевидцы размышляют о загадке НЛО в Мельбурне

Популярный уфолог скончался в возрасте 60 лет

Свидетели требуют ответов из-за НЛО в Австралии

Таинственное наблюдение в Транс-ан-Провансе

Уфолог поделился опытом контакта с НЛО

Эксперт программы 'Древние пришельцы' скончался

Ведущий британский уфолог скончался

Впервые увидели суперпозицию атомов

Детектор темной материи готов творить историю

Дональд Трамп просит обнародовать данные об НЛО

Жизнь, наследие и последние дни Ника Поупа

Инженеры показали компьютер из воздуха

История реальной Даны Скалли

Поиск людей по сердцебиению на большом расстоянии

Последние слова Амелии Эрхарт

Раскрыл ли Никола Тесла секрет долголетия

Реальный исследователь секретных материалов умер

Скончался настоящий исследователь НЛО

Скоропостижно скончался ведущий британский уфолог

Спорный проект по запуску 50 000 зеркал в космос

Тайна воскресения Иисуса

Тайна, окружающая смерть девятого ученого из 'списка'

У женщины возникла связь с миром мертвых

Умер настоящий Фокс Малдер

Эксперимент доказывает воскресение Иисуса

Эксперт по НЛО скончался после борьбы с раком

Современные методы избавления от паховой грыжи. Лапароскопия и классика

Галактическое потепление настает

Загадочное сооружение под древним египетским городом

Известный уфолог Ник Поуп скончался в возрасте 61 года

Инопланетяне были бы сильно разочарованы землянами

Исследуя темную материю, ученые укрепляются верой

История Боба Лазара попала на Amazon Prime

Как ИИ влияет на деятельность правительства

Как на самом деле работает солнечный ветер

Квадратичная теория меняет взгляд на Большой взрыв

Луна, которая перевернула планету

Марсоподобные миры у красных карликов

Многолетняя тайна Сатурна

Обнаруживается все больше сверхмассивных черных дыр

Обнаружили землеподобную планету у красного карлика

Полеты человека в космос опасны

Психея является потерянным планетарным ядром

Скончался эксперт по НЛО - Ник Поуп

Скопление НЛО удивило калифорнийскую семью

Слияние черных дыр проверяет пределы ОТО

Что стало причиной смерти Ника Поупа

Архив удаленных электронных писем Луиса Элизондо

Израильский Стоунхендж больше не стоит особняком

История женщины, излучавшей свет

Исчезновение генерала приводит в ужас конспирологов

Как Венера превратилась в ад

Магнитное поле Земли создает щит на Луне

Микролазеры видят отдельные молекулы и ионы

Нашли самую удаленную галактику

Однояйцевые четверняшки впервые родились в России

Правительство США отслеживает НЛО уже 80 лет

Прямое подтверждение двух планет-младенцев

Разработка фазовых масок для обнаружения обитаемых миров

Свидетельства существования первичных черных дыр

Секретные программы США по гибридизации людей

Солнечная система в процессе формирования

Тайна труб горы Байгонг

Человеческие сперматозоиды в космосе

Шаровая молния обрушилась на Суматру

Эволюцию черных дыр поставили под сомнение

Яркий объект в небе над Омском

Астрономы нашли тарелки на старых снимках

Жена пропавшего генерала считает, что его не найдут

Запретные пророчества о конце времён

Инопланетяне - наши друзья, а не демоны

Инопланетяне улетели - цены рухнули

Конгресс требует опубликовать секретные записи НЛО

Конгрессмен сделал сенсационное заявление

Космический спектакль и как нам дурачат голову

Мир воспримет НЛО всерьез

Музыкант делится теориями заговора

Наше сознание не подчиняется времени

Недвижимость в Молёбке подешевела вдвое

Нечто внутри потока света двигалось быстрее него

НЛО - один из величайших трюков дьявола

Порталы в иные миры, оставленные древними

Почему элиты скрывают правду об Апофисе

Пришельцы из параллельного мира

Секреты инопланетян могут поджечь Землю

Члены Конгресса требуют опубликовать данные о НЛО

Что бы инопланетяне подумали о нас

Аномально огромный кролик весом в 21 фунт

Впервые увидели образование загадочной частицы

Дом похожий на инопланетный аппарат

Если бы американцы знали правду об НЛО

Зацепка в поисках пропавшего уфолога-генерала ВВС

ИИ скоро станет умнее всех людей

Когда в Ширли приземлился НЛО

НЛО облетел вокруг Луны, чтобы добраться до Земли

НЛО упал с неба в Нэшвилле

Новая ДНК, обнаруженная на Туринской плащанице

Обнаруженная на Туринской плащанице ткань

Питтсбургская уфо-конференция

Правда, стоящая за Голливудом

Пропавший генерал ВВС планировал скрыться

Пропали без вести или погибли

Секретные файлы об НЛО скоро обнародуют

Темная история смертей и исчезновений исследователей НЛО

Умер старейший в мире человек

Череда таинственных смертей и исчезновений

Что инопланетяне могут подумать о Земле

Американцам лучше не слышать брифинги об инопланетянах

Архив удаленных электронных писем Луиса Элизондо

Астрономы подтвердили 35 НЛО на околоземной орбите

Дебаты об НЛО приняли неожиданный оборот

Демоны захватывают США

Джей Ди Вэнс одержим НЛО, но при этом считает их демонами

Женщина абсолютно не чувствует боли

Женщина погибла под завалами покупок с маркетплейсов

Законодатели Коннектикута настаивают на ответах о НЛО

Инопланетный зонд изучал двух оленей

Конгресс подталкивает Пентагон к обнародованию НЛО

Конгрессмен проливает свет на секретные кадры НЛО

Мышей клонировали на протяжении 58 поколений

НЛО заметили над Род-Айлендом

НЛО у побережья Миссисипи

Новый взгляд на загадку НЛО в Австралии

Пентагону приказал сдать секретные файлы

Присылайте свои фотографии НЛО

Скоро выйдет фильм о загадке Уэстоллского НЛО

Умерли еще двое ученых, связанных с НЛО

Всплеск наблюдений огненных шаров над США

Джей Ди Вэнс собирается докопаться до сути НЛО

Домовой на кухне оживил кастрюлю и плиту

Заявление Джей Ди Вэнса об НЛО отражает верования

Заявление Трампа об НЛО опровергается

Наверх
Яндекс.Метрика