Ученые нашли способ построить дороги на Луне. Этому должен помочь солнечный свет
Наш ближайший небесный сосед давно привлекает внимание ученых всего мира как потенциальный центр для научных исследований, добычи ресурсов и даже как ступенька для полетов на Марс. Однако лунная поверхность представляет собой уникальную проблему для развития инфраструктуры из-за рельефа, экстремальных температур и отсутствия атмосферы. Для решения этих проблем ученые предлагают разные подходы к строительству лунных дорог. Рассказываем про основные из них.
Сила солнечного света
Луна станет важной отправной точкой, если люди захотят исследовать дальнейшие районы Солнечной системы. Но из-за низкой гравитации пыль на ней не оседает. Несмотря на крошечный размер, эти частицы имеют острые грани и обладают абразивными свойствами. Тучи острых осколков, способны не только повредить оборудование и технику, но и скафандры. Это затрудняет будущие лунные миссии: как ездить по Луне, не боясь, что испортится оборудование из-за залетевшей в него острой пыли?
Решить эту проблему поможет укладка лунной поверхности путем расплавления реголита — рыхлой породы и пыли. Однако транспортировка материалов с Земли обойдется чрезвычайно дорого, поэтому ученым пришлось поразмыслить над различными способами, задействующими для этой цели местные ресурсы.
Идея команды, изложенная 12 октября в журнале Scientific Reports, заключается в использовании солнечного концентратора, в котором для плавления пыли применяется линза, а не нагреватели, для питания которых требуются солнечные батареи. Концентратор использует солнечный свет напрямую. Ему не нужно преобразовывать энергию в электричество.
Для таких устройств потребуются огромные и дорогостоящие линзы — по мнению команды, для расплавления лунного грунта пригодится диск размером как минимум два метра. Поэтому для проверки концепции исследователи использовали лазер, выдающий такую же мощность.
Обстреливая лазером смоделированный лунный реголит, ученые смогли изготовить плитки лунной пыли диаметром около 25 см. Они экспериментировали с различными геометрическими формами, чтобы получить плитки, которые могут соединяться между собой, образуя мощеные участки. Результаты многообещающи, но нужно провести дополнительные исследования, прежде чем на Луне появятся первые дороги. Необходимо проверить работоспособность плиток под действием ракетной тяги, а также то, работает ли процесс их изготовления в условиях низкой гравитации.
Есть и другой метод — 3D-принтер
Лунный принтер — компактное автономное устройство 3D-печати, специально разработанное для работы в условиях Луны в рамках международного сотрудничества между NASA, Европейским космическим агентством (ЕКА) и ведущими космическими инженерными фирмами. Эта инновационная машина сочетает технологию 3D-печати с универсальным набором материалов на основе лунного реголита для создания прочных и долговечных дорог.
Задумывается это так. Сначала устройство использует специализированный совок и систему фильтрации для сбора и просеивания лунного реголита, отделяя мелкие частицы от более крупных камней и обломков. Затем реголит обрабатывается для удаления абразивных компонентов, после чего остается порошкообразный материал с отличными адгезионными свойствами.
В лунном принтере используется высокоточный механизм 3D-печати, аналогичный моделированию с плавленым осаждением, применяемому в наземных 3D-принтерах. Однако в качестве чернил используется обработанный реголит. Слой за слоем принтер наносит материал реголита, сплавляя его солнечным теплом и формируя твердую поверхность, похожую на тротуар. Для обеспечения целостности дороги за ней следует каток, который разглаживает и уплотняет вновь образованную дорогу.
Если эксперимент увенчается успехом, экипаж МКС измерит прочность полученного материала, чтобы проверить, выдержит ли он суровые условия за пределами Земли.
Создание лунных дорог открывает большие перспективы для будущих лунных миссий и длительного пребывания человека на Луне. Такие дороги принесут значительную пользу научным исследованиям, позволяя луноходам и космонавтам более эффективно добираться до удаленных регионов. Кроме того, лунные дороги будут служить посадочными полосами для космических аппаратов, снижая риски, связанные с прилунением на неровный рельеф.
