Космические исследования в настоящее время широко развернуты во всех направлениях. Особенно решительно человечество настроено на детальное изучение Луны и Марса с целью отправки туда в будущем пилотируемых космических экспедиций. Причем, в будущем недалеком – заселение Луны, например, планируется уже на 2025 год.
Но прежде, чем отправить в такие экстремальные условия людей, там должны побывать роботы, так сказать, чтобы оценить обстановку на месте. И надо четко понимать, что ожидает, с какими проблемами они столкнуться напрямую. Лучший способ проработать все вероятности детально – симуляция. И лучше не компьютерная, а в реальных контактных условиях. А что для этого нужно. В первую очередь – грунт. Много грунта. Максимально похожего на тот, что лежит на Луне и Марсе.
Как известно, спрос рождает предложение. Американская лаборатория Exolith Lab строит свой бизнес именно на этом – производстве космического грунта.
В распоряжении лаборатории есть и образцы реального лунного грунта, полученного Аполлоном. Но он на вес золота, и чтобы получить несколько граммов реголита исследователи подают специальные заявки и порой годами дожидаются положительного решения.
Но речь идет только о граммах. А ведь есть компании, строящие, например, луноходы и посадочные модули – им нужны тонны, так как требуется понимание как работать с этой субстанцией из других миров, совершенно не такой, как на Земле. Инопланетный грунт сформирован в условиях отсутствия воды, дождей, а иногда и ветра. Его частицы более острые и опасные для оборудования и людей.
И оказывается реально возможно производить огромные количества имитаторов лунного, марсианского и астероидного грунта. Еще несколько лет назад лаборатория Exolith Lab, финансируемая в основном Центром исследований поверхности Луны и астероидов UCF, производила таких имитаторов не более десятка килограммов в месяц. Сейчас же есть возможность обработать несколько тонн за считанные дни.
Исходные материалы для получения грунта-симулятора измельчаются с помощью горнодобывающего оборудования, а затем взбиваются в бетономешалках для получения нужной структуры.
Исходники все конечно же земного происхождения, но точно передают текстуру нужного реголита, комбинируя фрагменты минералов и горных пород в точных пропорциях.
Например, один из самых популярных симулятор Lunar Mare Simulant выглядит так:
Здесь же изготавливался для испытаний NASA симулятор грунта Дельты Езеро.
Грандиозный проект, затеянный лабораторией – самый большой испытательный стенд для лунных роботов размером почти сто квадратных метров, заполненный ста тридцатью тоннами реголита и оснащенный специальным краном-манипулятором, помогающим имитировать гравитацию Луны. На таком «полигоне» можно проводить тестирование нового оборудования, особенно ходовой части аппаратов, способности переносить абразивную лунную пыль.
А в специальном гигантском бункере можно попрактиковаться с методами бурения на Луне.
Лаборатория Exolith Lab занимается популяризацией космических исследований, предоставляя школам для занятий учебные материалы и организовывая программы для старшеклассников, где они на собственном опыте постигают азы работы в промышленной лаборатории.
Лабораторией проводятся и серьезные научные исследования по использованию местных ресурсов (ISRU) на других планетах. Их цель – изучить условия жизни астронавтов на Луне, Марсе и астероидах, предусмотреть все возможные риски, поджидающие там людей и разработать протоколы действий в чрезвычайных ситуациях. Ведь это все настолько чуждо земным условиям, что даже просто поднятая при ходьбе пыль может быть опасна.
А еще важно понять, как с пользой для экспедиций применять ресурсы других планет. Все, какие там есть: грунт, солнечный свет и даже воду. Ведь прибывшим поселенцам будет нужна энергия, вода, топливо, пища, воздух. Постоянная доставка будет обходится очень дорого. А при слишком большом расстоянии, например Марс, это еще и значительный риск для экспедиции – задержка поставок здесь может закончиться трагично.
И подвижки уже есть. Хорошие результаты дает метод получения воды и кислорода электролизом расплавленного реголита. Он позволяет разделить расплавленную лунную пыль на отдельные составляющие, в том числе кислород и различные металлы.
Биологи выращивают растения в симуляторе лунного грунта в условиях теплиц с освещением и системой орошения. Растения прекрасно себя чувствуют и вполне съедобны.
А еще из лунного реголита лаборатории Exolith Lab получаются прекрасные кирпичи для космических строительных проектов. Учеными разных стран опробованы разные технологии для их изготовления. На данный момент лучшие результаты дало сочетание 3D-печати со струйной печатью (BJT). Связующим веществом для измельченного реголита служила соленая вода. Но, по мнению ученых, подойдет и моча астронавтов (в дело идут все доступные местные ресурсы). После обжига при температуре до 1200 градусов такие кирпичи выдерживают давление, в 250 миллионов раз превышающее давление земной атмосферы.
Если вам понравилась статья, поставьте лайк и подпишитесь на мой канал.
