_ Cercetătorii cuantifică idealul metoda de construcție in situ pentru habitatele lunare

Pe măsură ce misiunea de explorare lunară evoluează de la explorare la construcție și utilizare, construcția lunară in situ devine o cerință imperativă. Cheia este solidificarea și formarea regolitului, având ca scop maximizarea utilizării resurselor locale, minimizând în același timp costurile de transport și întreținere.

Au fost folosite aproape 20 de tehnici pentru prepararea materialelor de construcție pe bază de regolit, fiecare cu cerințe și capacități distincte. Profesorul Feng de la Universitatea Tsinghua a efectuat o revizuire cuprinzătoare, o clasificare precisă și o evaluare cantitativă a tehnicilor de solidificare și formare a regolitului, aruncând lumină asupra provocărilor cheie și a direcțiilor viitoare de dezvoltare. Lucrarea este publicată în revista Engineering.

Pe baza mecanismelor tehnice de legare și coeziune între particule, tehnologiile de solidificare și formare a regolitului pot fi clasificate în patru grupe: solidificare prin reacție (RS), sinterizare/topire ( SM), metode de solidificare a legăturii (BS) și de formare a confinării (CF). Tehnicile specifice sunt clasificate în continuare pe baza cerințelor de implementare, stabilind un sistem robust de compoziție tehnologică. Această cercetare descrie cantitativ fiecare tehnică, rezumând procesele și parametrii de performanță.

În solidificarea reacției, particulele de regolit sunt legate între ele prin compușii reacționați. Această metodă se bazează pe materiale de reacție transportate de rachete, regolitul local cuprinzând de obicei 60% până la 95% din amestecul total.

Sinterizarea/topirea implică supunerea regolitului la un tratament la temperatură înaltă, cu rapoarte in situ de obicei ajungând la 100%. Cu toate acestea, temperaturile de încălzire care depășesc 1.000°C pot pune provocări în ceea ce privește alimentarea cu energie și funcționarea echipamentului.

În mod alternativ, solidificarea prin legare utilizează lianți pentru a adera particulele, cu un raport in situ de 65%–95%. Această metodă necesită temperaturi mai scăzute și mai puțin timp pentru solidificare. Formarea de izolare folosește țesătură pentru a constrânge regolitul, formând componente ale pungii de regolit prin izolare generală, fără a stabili conexiuni între particule. Cu un raport in situ de până la 99%, această metodă necesită cerințe de temperatură și timp relativ scăzute, în timp ce componentele formate prezintă un avantaj la tracțiune, dar pot să nu aibă suficientă rezistență la compresiune.

În căutarea unui cost-eficient și materiale de înaltă performanță pentru construcția lunară, cercetătorii se confruntă cu provocarea de a minimiza consumul de resurse, cerințele energetice și complexitatea operațională, asigurând în același timp fiabilitatea în mediul lunar. Pentru a rezolva acest lucru, echipa de cercetare introduce metoda de cuantificare 8IMEM, cuprinzând opt indicatori de evaluare și praguri de punctare adaptate nevoilor de construcție.

Conform rezultatelor evaluării, ambalarea cu regolit apare ca tehnica cu cea mai bună evaluare, cerând mai puține valori. cerințele de materiale, echipamente și energie și care permit formarea rapidă a componentelor mari. Oferă perspective promițătoare pentru construcția lunară in situ la scară largă.

Tehnicile de sinterizare/topire sunt în mod constant ridicate, în timp ce tehnicile de turnare prezintă o rezistență excepțională la întărire, făcându-le potrivite pentru fabricarea componentelor critice. Tehnicile de topire solară valorifică în mod direct energia solară, făcându-le ideale pentru construcția cu consum redus de energie.

Pentru a se alinia la condițiile de construcție lunare și la obiectivele pe termen lung ale Stațiunilor Internaționale de Cercetare Lunară, un plan cuprinzător în patru etape. a fost conceput: laborator, stație de cercetare, rezidență și habitat. Fiecare etapă are funcții specifice și obiective de construcție distincte, asigurând o dezvoltare progresivă și durabilă a infrastructurii lunare.

Etapa de laborator sprijină în primul rând proiecte de cercetare fără echipaj, în timp ce etapa de stație de cercetare găzduiește astronauți pentru misiuni temporare de cercetare științifică. Etapa de rezidență este concepută pentru a îndeplini toate cerințele de muncă și de viață ale astronauților de pe Lună, asemănând funcționalității cu o stație spațială. În cele din urmă, etapa Habitat este concepută ca un habitat auto-susținut pentru viața umană și o stație releu pentru explorarea spațiului adânc.

Pentru a atinge obiectivele de construcție ale fiecărei etape, echipa de cercetare a analizat în continuare obiectivele de construcție structurală. . Pe baza evaluărilor cantitative, ei au propus tehnologia pungilor regolit ca soluție pentru construcția bazei lunare.

Prin valorificarea perspectivelor derivate din această evaluare cuprinzătoare, cercetătorii pot lua decizii informate cu privire la tehnicile de pregătire a materialelor, deschizând calea pentru optimizare. eforturile de construcție lunară. În plus, proiectul propus de habitat lunar bazat pe pungi de regolit este o referință practică pentru cercetările viitoare.

(Fluierul)