Лунные кирпичи: новый метод строительства базы на Луне к 2028 году

К 2028 году NASA планирует высадить \"первую женщину и первого темнокожего астронавта\" на Луну в рамках миссии Artemis III. Это будет первая высадка людей на лунную поверхность с 1972 года, когда последние астронавты программы Apollo покинули спутник Земли.

Вместе с международными и коммерческими партнёрами NASA надеется, что программа Artemis заложит основу для \"постоянного освоения и развития Луны\", включая создание долговременных станций и обитаемых модулей. Однако доставка всех необходимых материалов с Земли слишком дорога и непрактична.

Это означает, что лунные сооружения придётся строить из местных ресурсов — метод, известный как использование ресурсов на месте (ISRU). На Луне такой подход предполагает применение аддитивного производства (3D-печати) для превращения реголита в строительные материалы. К сожалению, большинство современных технологий 3D-печати не подходят для лунных условий.

В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов arXiv, группа учёных из Университета Арканзаса предложила альтернативный метод: вместо печати целых конструкций использовать световое спекание для производства лунных кирпичей.

Почему обычная 3D-печать не подходит для Луны?

Команда под руководством доцента Вана Шоу (Университет Арканзаса) отмечает, что большинство методов 3D-печати требуют дополнительных материалов — растворителей, полимеров или связующих веществ, которые придётся доставлять с Земли. Это делает их экономически невыгодными.

Как объяснил профессор Шоу:

*\"Многие методы 3D-печати требуют растворителей для создания паст или композитов. Но транспортировка таких веществ крайне дорога, а их испарение может вызвать массу проблем. Кроме того, работа принтеров требует значительных энергозатрат.\"*

Спекание реголита: солнечная энергия вместо земных материалов

Альтернативой может стать спекание — процесс, при котором лунный грунт подвергается воздействию лазеров, микроволн или концентрированного солнечного света, превращаясь в прочную керамику. Однако традиционные методы спекания слишком энергозатратны и потребуют ядерных реакторов.

Команда предлагает использовать световое спекание, при котором солнечный свет, сфокусированный оптикой, плавит реголит, создавая строительные блоки. Этот метод уже тестировался на Земле с имитацией лунного грунта — с его помощью изготавливали стекло и зеркала.

Кол Маккаллум, ведущий автор исследования, пояснил:

\"Мы сосредоточились на создании переконфигурируемых кирпичей, похожих на Lego. Это позволяет избежать проблем с точностью при печати крупных конструкций. Кроме того, такой подход требует меньше места и энергии.\"

Перспективы и трудности

Прежде чем технологию можно будет применить на Луне, предстоит решить несколько проблем:

• Оптимизация параметров спекания.

• Тестирование в вакууме и экстремальных температурах.

• Разработка мобильной платформы для перемещения по Луне.

Несмотря на сложности, учёные уверены, что их метод открывает путь к созданию устойчивых лунных баз уже в ближайшие десятилетия.