Пока в NASA идут споры – куда отправиться – на Марс, астероиды или Луну, учены продолжают предлагать все новые и новые способы основательного размещения на планетах и спутниках Солнечной системы, создания постоянных баз и комфортных условий обитания человека. И если многие предложения сегодня звучат как фантастика, то уже завтра они станут обыденностью.
Строительство на Луне — вопрос не только неопределенного и отдаленного будущего. Его стремятся решить уже в рамках нынешних планов по созданию постоянных научных баз на спутнике нашей планеты. Конечно, они будут развернуты из готовых модулей, но понадобится дополнительная защита от радиации, а покрытие корпусов станции грунтом как раз обеспечило бы такую защиту. Такие предложения были разработаны еще в 60-е годы, на заре космической эры, как в СССР, так и в США. Но сейчас эти предложения приобретают реальную возможность воплощения.
За последние десятилетия ученые опробовали много разных способов производства стройматериалов на Луне, но в основном они требовали различных добавок для прочности, оказывались энергозатратными или предполагали создание монолитных крупных конструкций. Теперь команда космических инженеров продемонстрировала технологию, которая позволяет обойтись одним только лунным грунтом и сравнительно экономно изготавливать из него небольшие детали будущего строительного конструктора.
Предлагаются разнообразные способы решения этой задачи. Например, в 2020 году европейские разработчики предложили бетон, который можно было бы изготавливать на Луне. Для него, помимо самого лунного грунта, необходима вода, причем именно в жидком состоянии. В лунных полярных регионах хранятся крупные залежи водяного льда. Значит, для производства бетона его нужно добывать вместе с реголитом и растапливать в условиях достаточного давления, иначе в безатмосферной лунной среде лед будет при нагреве сублимировать, то есть переходить сразу в газообразное состояние. Кроме того, эта технология предусматривает использование мочи астронавтов для придания материалу пластичности.
Другой вариант предложили китайские инженеры. Их способ заключается в термическом прессовании лунного грунта в необходимые кубы, которые затем можно будет использовать при строительстве. И прямо сейчас несколько таких блоков, изготовленных из аналога лунного реголита, проходят испытания в условиях открытого космоса. Они размещены на внешней поверхности китайской космической станции «Тяньгун» в 2024 году. Первый образец этого строительного материала будет возвращен на Землю для изучения уже в этом году после длительного экспонирования.
Другие исследователи по всему миру также пытаются сделать процесс возведения конструкций из лунного материала максимально простым и экономным. Недавно инженеры из университетов США и Финляндии разработали свой вариант достижения этой цели.
Ученые создали экспериментальную установку, которая изготавливает небольшие «кирпичики» из порошкообразного реголита путем лазерного спекания. Для этого необходимо поместить на рабочую платформу тонкий слой этого вещества, под действием лазерного луча песчинки в нем скрепляются друг с другом и образуют единое целое. Далее сверху насыпается новый слой, и процесс повторяется.
В рамках демонстрационного испытания таким образом сделали несколько кубиков сантиметрового размера и детали более сложных форм — в виде «креста» и буквы «Н». Их можно соединять друг с другом, как при сборке конструктора, то есть без необходимости скрепления с помощью цемента или чего-то подобного.
Инженеры использовали в качестве сырья не настоящий лунный грунт, а его максимально похожий аналог. Построенная установка требует в общей сложности около 120 ватт электроэнергии. На Луне она могла бы работать на небольшом радиоизотопном генераторе. Можно задействовать и солнечные панели, но необходимо учитывать двухнедельные лунные ночи. Реальная «машина» должна быть гораздо производительнее и потребует намного больше энергии, но разработчики считают это достижимым.
С другой стороны, у этой технологии имеются и проблемы. Изготовленные блоки получаются чересчур шероховатыми, а это означает недостаточно плотное соединение. К тому же возникает вопрос о прочности изделий. Давление перпендикулярно слоям — то есть «сверху» — изделия выдерживают заметно хуже, чем давление «сбоку». Но, как говорится, опыт дело наживное и все эти замечания можно будет нивелировать при дальнейшей отработки технологии в будущем.
#космос #космический_полет #Луна #строительство_на_Луне #лунный_реголит #лунная_база #NASA #лазерное_спекание #космический_бетон #лунный_грунт