Впрочем, даже настолько серьезную проблему человеческий разум сумел обратить себе на пользу. Специалисты Пекинского университета аэронавтики и астронавтики выяснили, что те самые свойства, которые делают лунный грунт таким неприятным, одновременно превращают его в превосходный строительный материал — прочный, плотный и устойчивый.
Ученые проанализировали образцы, доставленные миссией «Чанъэ-6» — первой в истории, позволившей получить грунт с обратной стороны Луны. Пробы были взяты из бассейна Южный полюс — Эйткен, крупнейшего, глубочайшего и древнейшего ударного кратера в Солнечной системе, который образовался около 4,2 миллиарда лет назад. Колоссальный удар по единственному естественному спутнику нашей планеты существенно изменил свойства местного грунта по сравнению с образцами видимой нам стороны Луны, которые доставлялись на Землю ранее, миссиями «Аполлон» и китайскими аппаратами.
Проблема в том, что настоящего лунного грунта на Земле крайне мало, а многие способы его тестирования разрушают и без того немногочисленные образцы. Поэтому ученые пошли путем минимального нанесения ущерба ценным пробам: сначала просканировали их с помощью рентгеновской микротомографии высокого разрешения, не повреждая материал, а затем с помощью нейросети реконструировали почти 350 тысяч отдельных частиц. Эти данные загрузили в компьютерную модель — метод дискретных элементов, — которая рассчитывает поведение миллионов частиц, их трение и столкновения, создав таким образом «цифрового двойника» лунной почвы.
Анализ выявил заметные отличия грунта с обратной стороны Луны. В нем меньше крупных частиц, но те, что есть, имеют низкую сферичность — они угловатые и неправильной формы. Именно эта зазубренность, так раздражающая инженеров, обеспечивает высокий угол внутреннего трения и сильное сцепление между частицами. Дополнительную прочность придают стекловидные агглютинаты — сплавленные микрометеоритными ударами зерна, которые составляют около 30% образца и работают как природный цемент.
В результате грунт обратной стороны оказался исключительно прочным — гораздо прочнее образцов эпохи «Аполлона». Это важнейшая информация для проектирования будущих лунных баз — будь то программа «Артемида» или Международная лунная исследовательская станция. Понимание механических свойств грунта необходимо для строительства любой серьезной инфраструктуры — ведь никакие космические корабли не в состоянии доставить достаточное количество стройматериалов с Земли и без лунного грунта, как ни крути, не обойтись.
Конечно, до строительства баз на обратной стороне Луны еще очень далеко — хотя бы из-за проблем со связью. Но приятно знать, что когда человек туда все-таки доберется, под ногами у него будет твердая почва. Правда, та же самая почва при длительном контакте способна вывести из строя технику и навредить здоровью — такова двойственная природа удивительной лунной пыли.
Ранее мы рассказали, как астрофизики определяют состав астероидов.