Вчені планують побудувати місячну базу

Програма НАСА «Артеміда» спрямована на створення місячної бази в рамках ініціативи дослідження Місяця з екіпажем. Однак очікування публіки щодо цієї космічної бази можуть відрізнятися від тих, які зображені в популярних науково-фантастичних фільмах. Будівництво місячної бази потребує широкого асортименту будівельних матеріалів, що передбачає значні транспортні витрати. Ці матеріали потрібно запускати з Землі за допомогою ракет.

Оскільки транспортування будівельних матеріалів із Землі на Місяць є дорогим і трудомістким, для створення місячної бази необхідно використовувати місцеві матеріали. Одним з перспективних методів будівництва місячної основи з використанням місцевих матеріалів є мікрохвильове спікання, яке твердне місячний реголіт (ґрунт) нижче температури плавлення.

У всьому світі активно ведуться дослідження спікання місячного ґрунту за допомогою лазерів, сонячної енергії та мікрохвиль. Серед цих методів мікрохвильове спікання є помітною технологією, яка розробляється різними установами, включаючи NASA, ESA (Європейське космічне агентство) та Корейський інститут цивільної інженерії та будівельних технологій (KICT, президент Кім Бьон Сук).

Дослідження мікрохвильового спікання

Дослідницька група (д-р Jangguen, Lee, д-р Young-Jae, Kim, д-р Hyunwoo, Jin) на чолі з доктором Hyu-Soung, Shin з Дослідницького відділу Future & Smart Construction KICT зараз проводить дослідження щодо імітаційної цегли місячного реголіту, спечена в мікрохвильовій печі. У цьому дослідженні застосовуються методи спікання, подібні до випалу кераміки, підвищення температури для створення міцної цегли.

Цегла з імітатора місячного реголіту має міцність понад 20 МПа, що можна порівняти з бетоном. Мікрохвильовий нагрів залежить від діелектричних властивостей матеріалу, тому необхідне детальне вивчення діелектричних характеристик місячного реголіту. Зараз недостатньо досліджень того, як місячний реголіт взаємодіє з мікрохвильовим нагріванням при різних температурах.

Дослідження місячних матеріалів

У рамках досліджень мікрохвильового спікання дослідницька група досліджувала діелектричні властивості Korean Lunar Simulant (KLS-1) та ільменіту (титанату заліза) при різних температурах. Ільменіт є мінералом, поширеним на місячній поверхні, і, як відомо, він підвищує ефективність мікрохвильового нагріву. Однак детальні дослідження діелектричних властивостей ільменіту та його поведінки під час мікрохвильового нагрівання не проводилися.

Результати дослідження показують, що симулятор місячного реголіту має властивість прозорості мікрохвиль; що ускладнює нагрівання. Однак ільменіт (титанат заліза) сильно взаємодіє з мікрохвилями завдяки своїй унікальній кристалічній структурі, що дозволяє швидко нагріватися до високих температур. Крім того, аналіз кристалічних структур імітатора місячного реголіту та ільменіту успішно виявив ключові фактори, що сприяють збільшенню взаємодії мінералів і мікрохвиль.

Використання місцевого ресурсу, ільменіту, як нагрівального елемента при будівництві місячної бази за допомогою мікрохвильового спікання означає ефективне та швидке виробництво будівельних матеріалів. Доктор Young-Jae, Kim з KICT висловив думку, що це дослідження, як очікується, стане вирішальною основою для розвитку мікрохвильової технології для майбутнього дослідження Місяця та будівництва місячної бази.