Строительство из реголита

www.nanonewsnet.ru

Инженеры из Европейского Космического Агентства разработали и испытали 3D-принтер, печатающий реголитом с помощью солнечного света. Для создания космической станции на других планетах и спутниках необходима простая и быстрая технология постройки зданий, которые будут защищать космонавтов от солнечной радиации. Очевидно, что существующие технологии не позволяют доставить на Луну большое количество строительных материалов. Специалисты из Европейского Космического Агентства решили разработать технологию строительства, которая требует только доставки базового оборудования и может использовать ресурсы, имеющиеся на Луне.

В результате всех лунных миссий на Землю было доставлено всего несколько сотен килограммов лунного грунта. Из-за этого исследователям в своих экспериментах пришлось использовать его заменитель, состоящий из земной вулканической породы, которая имела состав и размеры частиц, схожие с лунным грунтом.

Для того, чтобы не использовать лазер или нагревательные элементы, ученые решили спекать грунт с помощью сконцентрированного солнечного света, который направляют в одну точку 147 изогнутых зеркал.

Для демонстрации технологии исследователи решили изготовить несколько «лунных кирпичей». Иногда из-за нестабильности погоды солнечный свет приходилось имитировать с помощью мощных ксеноновых ламп. В результате инженерам удалось получить несколько образцов. Самый большой из них имел размеры 20×10×3 сантиметра и толщину слоев около 100 микрометров. Ученые отмечают, что во время спекания температура достигала тысячи градусов Цельсия, поэтому грани блока получились неровными. Вероятно, это вызвано разной скоростью остывания центра и краев блока.

Исследователи отмечают, что на данный момент это скорее демонстратор технологий, показывающий реальное применение концепции такого принтера. В дальнейшем планируются испытания системы в вакууме, чтобы максимально точно имитировать лунные условия.

Недавно инженеры из СамГУ представили аналогичный проект по спеканию реголита с помощью солнечного света, который, однако, пока находится в стадии согласования. Ученые отмечали, что вдохновлялись проектом Solar Sinter дизайнера Маркуса Кайзера, в рамках которого он создал 3D-принтер, печатающий песком и использовавший солнечный свет. Также свою технологию 3D-печати реголитом недавно продемонстрировали инженеры из американского Северо-Западного университета.

Ученые ЕКА разработали технологию изготовления строительных материалов из реголита при помощи солнечного света

Идеальный вариант строительного материала это 3д принтер, работающий от солнца, и делающий материалы из песка. То есть тупо стекло, которое без очистки не будет прозрачным, а имея очень толстый слой, может быть использовано как очень прочный материал для стен.

Инженеры из Северо-Западного университета разработали метод 3D-печати реголитом. В качестве материала печати использовалась смесь из 70% заменителя реголита и 30% технологических добавок. Из-за своей технологической простоты представленный метод предположительно будет сравнительно легко использовать в условиях Луны или Марса.

Одним из основных препятствий для колонизации других планет и спутников является ограничение в грузоподъемности существующих ракет-носителей. Ведь для создания базы на другом небесном теле необходимо доставлять на него помимо оборудования также огромные запасы продуктов питания и материалов для строительства зданий для космонавтов. Из-за этого, вероятно, будущим колонистам в основном придется использовать ресурсы, имеющиеся на планетах.

Проведенные ранее похожие исследования концентрировались на создании жестких материалов для создания больших конструкций. Инженеры решили создать из реголита прочный, но эластичный материал. Они использовали в своей работе в качестве исходного сырья искусственный аналог реголита, одобренный NASA и имеющий состав и размеры частиц, схожие с реальным марсианским и лунным грунтом. Основой материала стали вулканические почвы двух видов, т.к. марсианский и лунный грунт хотя и похожи по составу, имеют разный размер и форму частиц. В качестве связующего материала был использован полимер гликозилированной молочной кислоты и небольшое количество других органических добавок. Полученные чернила получились нетребовательными к диаметру сопла принтера, давлению и скорости подачи.

Микроволны в космическом строительстве

www.nanonewsnet.ruВ ряде стран уже довольно активно ведется разработка методов строительства, которые могут сослужить свою службу при основании базы на Луне. В соревнование включилось и международное дизайнерское агентство Architecture Et Cetera, предложив конструкцию базы SinterHab, напоминающую группу мыльных пузырей — но гораздо более надежную. Для укрепления стенок базы служит слой лунной пыли, спеченный в плотную прочную корку.

Благодаря малым размерам частиц реголита и входящему в его состав железу, лунная пыль плавится под действием микроволнового излучения и превращается в керамический материал. На этом основывается принцип работы мобильного 3D-принтера, разработанного NASA и показавшего довольно многообещающие результаты при испытаниях на искусственном реголите.

Оснастив модуль, действующий по подобному принципу, роботизированным манипулятором и солнечными батареями, и поместив его на существующую подвижную платформу ATHLETE, можно будет использовать лунный грунт для строительства любой конструкции в произвольно выбранном месте. Например, как это предусмотрено в проекте SinterHab, для защиты помещений и организации дорог и посадочных площадок.

В отличие от концепции, предложенной ранее Европейским космическим агентством, SinterHab не требует строительных блоков из реголита для возведения стен. Жилые модули могут состоять из надувных мембран на основе кевлара, майлара и других материалов. Можно собрать вместе сколько угодно «пузырей», а затем усилить их слоем спеченного реголита. А по мере необходимости — добавить новые модули.

Конечно, маловероятно, что проект SinterHab будет реализован в существующем виде. NASA использует его в качестве примера, чтобы получить финансирование на развитие технологии 3D-печати из реголита и на разработку более реалистичного проекта SinterHab 2.0.

Лондонская международная архитектурная фирма Foster + Partners за последние несколько лет разработала довольно впечатляющие проекты, среди которых можно отметить космопорт Virgin Galactic, «космический» кампус Apple и международный аэропорт Кувейта. Но недавно фирма объявила о новом проекте, более амбициозном, чем предыдущие проекты вместе взятые. В рамках консорциума, созданного Европейским космическим агентством, она будет изучать возможность 3D-печати лунной базы для астронавтов.

Учитывая неудобство и высокую стоимость транспортировки строительных материалов с Земли на Луну, архитекторы посчитали, что лучше всего будет строить базу непосредственно на планете-спутнике, с использованием местной почвы, известной как реголит. Проект направлен на разработку методов строительства, используя удаленное управление роботизированным 3D-принтером для обработки реголита на месте.

Предполагается, что внутренняя куполообразная структура для четырех человек будет изготовлена на Земле и затем послана к Луне, сложенной в трубчатый модуль на борту ракеты. После того, как модуль прибудет на место строительства вблизи южного полюса Луны, тот, который почти всегда расположен к Солнцу и на котором менее заметны перепады температур, купол будет вытащен и накачан.

Затем купол будет покрываться слоями строительного материала из реголита с помощью 3D-принтера. Реголит сформирует твердую и прочную защитную оболочку жилого купола, защищающую людей от метеоритов, гамма-лучей и резких колебаний температуры.

Для создания 1,5-тонного прототипа строительного блока из реголита архитекторы использовали 3D-принтер D-Shape. Другие партнеры консорциума итальянская фирма космических исследований Alta SpA и Пизанская школа передовых исследований Sant&Anna провели эксперименты 3D печати в вакуумной камере, чтобы имитировать лунную среду. Они определили, что это действительно возможно, хотя существуют некоторые проблемы, такие как контроль над луной пылью, которые требуют решения.

«3D-печать имеет огромный потенциал содействия созданию лунного поселения с ограниченной логистикой от Земли»,говорит Скотт Ховланд из космической команды ЕКА. «Новые возможности, которые открывает этот проект, могут быть рассмотрены международными космическими агентствами в рамках текущей разработки общей стратегии исследований».

Источники: www.nanonewsnet.ru, nnmclub.to, nplus1.ru, www.popmech.ru, www.vzavtra.net, www.rasslabyxa.ru, www.homeruss.ru

Асгард Ирийский

Великое потомство

Тайна смерти Гоголя

Ахилл и Гектор

Гай Юлий Цезарь - наука побеждать

Гай Юлий Цезарь родился в Риме в 102 или 100 году до нашей эры, родом он был из патрицианского ...


Достопримечательности Рима

Италия – страна жаркого солнца и прекрасных курортов. Это страна с отлично развитой экономикой и промышленностью. Также она славится ...


Аполлон-8

Аполлон 8 был первой человеческой миссией космического полета оставившего Земную орбиту, первым обитаемым объектом, который был захвачен полем тяготения другого астрономического тела и первым космическим аппаратом с экипажем возвратившимся на планету Земля с другого астрономического ...


Достопримечательности Горного Алтая - Денисова пещера

Денисова пещера содержит в себе невероятный и единственный на Алтае феномен – в толще этого памятника находятся слои разных культурных ...


Богиня Немезида

Немезида — как известно, богиня возмездия, этот архетип можно охарактеризовать как архетипическую совесть. Наиболее ярко данный архетип проявляется в женщинах ...


Скандинавские Боги

Асы — основная группа богов во главе с Одином, которые любили, сражались и умирали, поскольку, подобно людям, не обладали бессмертием. Эти ...


Станции зарядки электромобилей

Станции зарядки электромобилей в Москве начнут появляться на городских парковках, начиная с этого года. Согласно вечным законам рынка возросший спрос ...