Лазерные технологии позволят производить стекло и керамику непосредственно на Луне

Масштабные космические проекты — от американской программы Artemis до совместных усилий России и Китая по созданию Международной лунной исследовательской станции (ILRS) и амбициозной идеи Европейского космического агентства «Лунная деревня» (Moon Village) — преследуют единую цель: обеспечить длительное присутствие человечества на спутнике Земли. После успешных этапов миссии Artemis II и утверждения графиков возведения лунных баз к 2030-м годам, переход от краткосрочных высадок к созданию постоянной инфраструктуры становится первостепенной задачей.

Главным препятствием на пути колонизации Луны остается астрономическая стоимость транспортировки стройматериалов с Земли. Решение кроется в концепции использования местных ресурсов (ISRU): специалисты Университета Флориды предложили метод лазерного спекания и формовки лунного реголита, превращающий местный грунт в прочные конструкционные детали прямо на месте.

Результаты исследования, проведенного под руководством Виктории М. Миллер из Инженерного колледжа Герберта Вертхайма при Университете Флориды, опубликованы в авторитетном издании Springer Nature. Проект, получивший поддержку агентства DARPA, посвящен изучению процессов лазерного формования материалов в условиях, имитирующих космическую среду.

В основе инновации лежит использование сфокусированного инфракрасного излучения для бесконтактного термического воздействия. В отличие от стандартных методов обработки, требующих громоздких пресс-форм и тяжелых агрегатов, этот подход предполагает изменение геометрии материала за счет точечного температурного напряжения. Ученые детально исследовали эффективность этого метода в условиях вакуума и разреженной атмосферы, что является критически важным для работы на лунной поверхности.

Эксперименты проводились с использованием аналогов лунного реголита и синтетического стекла. Испытания подтвердили возможность формирования функциональных керамических и стеклянных структур, подходящих для нужд будущего строительства. Данная стратегия полностью соответствует принципам использования местных ресурсов (ISRU), что позволяет радикально сократить объем грузов, доставляемых с Земли.

Виктория Миллер подчеркивает, что ключевая заслуга метода — в компактности необходимого оборудования. Вместо тяжелых производственных комплексов миссии могут ограничиться легким лазерным излучателем, что колоссально экономит бюджет проекта, учитывая критическую важность каждого килограмма полезной нагрузки в глубоком космосе.

Помимо возведения капитальных объектов, лазерное формование открывает перспективы для оперативного изготовления инструментов и компонентов «на ходу». Это критически важно для автономности миссий, где нехватка запасных частей может привести к остановке работы исследовательской станции.

Исследователи также отмечают широкие горизонты применения технологии на Земле — от аддитивного производства до инновационных строительных решений. По мере роста глобальных потребностей в ресурсах, подобные лазерные методики могут трансформировать индустрию, обеспечивая устойчивое развитие инфраструктуры как на Луне, так и в земных условиях.

Источник: iXBT