Ученые Политеха спекают лунный грунт в микроволновке
Изготовление кирпичей из имитатора лунного грунта занимает 40 минут
Команда ученых под руководством инженера, кандидата наук, доцента кафедры «Химия и технология органических соединений азота» опорного университета Александра Пыжова, взяв за основу базальт с Южно-Уральского месторождения, изготовила в лаборатории модель лунного грунта, а сформированные из него образцы запекла в микроволновой печи. Кроме этого, ученые предложили новую технологию изготовления защитного купола для лунных поселений. На первый вариант уникального архитектурного сооружения получен патент, а в стадии подготовки к патентованию уже второй, более эффективный вариант. Результаты последних исследований опубликованы в журнале «Воздушно-космическая сфера». Инициатор всех экспериментов – десятиклассник самарской школы № 64 Илья Янов.
– Уже многим известно о технологии изготовления кирпичей в лунных условиях при помощи солнечных лучей, – объясняет Александр Пыжов. – Но я думаю, у этого способа есть два очевидных недостатка. Во-первых, день на спутнике длится примерно 15 земных суток, столько же продолжается лунная ночь, в течение которой стационарное гелиолитографическое производство, очевидно, будет простаивать. Также на создание в солнечной печи одного, например, 100-килограммового блока, пригодного для строительства, уходит около пяти часов. Это много.
Технология, использованная политеховскими учеными, позволяет изготавливать кирпичи методом спекания реголита в СВЧ-печи в пять раз быстрее. Прочность кирпичей из имитатора лунного грунта значительно превышает прочность глиняного кирпича, а плотность готового реголитового блока приближается к плотности базальта.
В форму для будущего кирпича засыпают базальт, затем его увлажняют, чтобы сымитировать слипаемость лунного грунта и уплотняют. Готовый образец после сушки помещают в теплоизоляционную камеру (бокс). Такой бокс позволит снизить теплопотери и подольше сохранить температуру, при которой происходит спекание заготовки. Речь идет о 1100 – 1150 градусах по шкале Цельсия. Бокс закрывают и ставят в микроволновую печь без поворотного столика на 40 минут. Готовый керамический образец затем подвергают испытаниям.
Прежде чем начать работать, обитатели лунной станции должны окружить себя прочным защитным барьером, например, в виде стрельчатого или конического купола, которым учёные отдают предпочтение перед привычной, правильной полусферой.
В углублении кратера надувается пневмоопалубка, напоминающая воздушный шар, которая затем обкладывается блоками из спеченного реголита. Сверху оболочка покрывается слоем лунного грунта толщиной от четырех до пяти метров, а затем защищается от прямого попадания метеоритов еще одним слоем блоков. Со строительством вполне смогут справиться роботы. Только такая защитная конструкция может защитить обитателей лунной станции от космической радиации и ударов метеоритов массой до 200-300 г.
Испытания моделей различных вариантов куполов, проведенные в Политехе, показали, что при сжатии стрельчатая форма укрытия на 15 – 18 процентов прочнее модели традиционного купола тех же габаритов.
