Стройматериалы для лунных баз успешно прошли полугодовое испытание на МКС

Экспериментальные образцы строительных композитов, созданные специалистами Делавэрского университета, успешно выдержали полгода на внешней обшивке МКС, подвергаясь агрессивному воздействию условий низкой околоземной орбиты. Вернувшись на планету, ряд изделий продемонстрировал даже более высокие показатели прочности, чем их контрольные аналоги, хранившиеся в земных условиях.

Эти данные открывают новые перспективы для колонизации естественного спутника Земли. Логистика доставки стройматериалов с нашей планеты экономически невыгодна, поэтому исследователи делают ставку на использование локальных ресурсов — реголита, рыхлого пылевого слоя, покрывающего поверхность Луны.

«По сути, реголит — это разновидность глинистой породы. Благодаря своей повсеместной распространенности на Луне, этот материал является ключевым ресурсом для автономного строительства», — поясняет Норман Вагнер, профессор химической инженерии Делавэрского университета.

В лаборатории Вагнера ведется работа над геополимерами — экологичной альтернативой цементу. В них прочные связи возникают благодаря химическим реакциям, исключающим энергоемкий обжиг при высоких температурах. Ученые стремятся минимизировать объем сторонних добавок, чтобы сделать процесс переработки реголита максимально простым и экономичным.

Для проверки надежности материалов в рамках миссии NASA MISSE-20 на орбиту были отправлены пластины, синтезированные из аналогов лунного и марсианского грунтов. В течение шести месяцев образцы находились в открытом космосе, испытывая на себе влияние вакуума, интенсивной радиации и критических перепадов температур.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Advances in Space Research, подтверждают: геополимеры не только сохранили целостность, но и в отдельных случаях упрочнились. Помимо устойчивости к суровой среде, принципиально важна и технологическая воспроизводимость материала непосредственно на поверхности Луны.

В публикации для журнала Acta Astronautica команда Вагнера представила модель на базе машинного обучения, решающую проблему вариативности свойств лунного грунта. Алгоритм позволяет с высокой точностью прогнозировать прочностные характеристики конечного геополимера, опираясь на состав исходного сырья и технологические параметры синтеза.

Кроме того, были детально изучены реологические свойства смесей до момента их затвердевания. Ученым удалось выявить критическую точку гелеобразования — фазу перехода состава из жидкого состояния в твердое. Выяснилось, что интенсивность перемешивания до прохождения этого порога никак не сказывается на финальной прочности конструкции, что дает инженерам больше гибкости при возведении будущих лунных баз.

Источник: iXBT