Программа освоения Луны предполагает строительство модулей для работы и проживания астронавтов. Доставлять грузы с Земли на спутник очень дорого, поэтому логичнее использовать то, что есть под ногами, — лунную пыль, или реголит. По составу это глиноподобный силикат, один из самых распространенных материалов как на Луне, так и на Земле. Вместо обычного цемента, требующего энергозатратного обжига, ученые предложили делать геополимеры, которые твердеют за счет химических реакций. Это экономит энергию и может пригодиться не только в космосе, но и для более экологичного строительства на Земле.
Чтобы проверить материал в реальных условиях, на орбиту Земли отправили тонкие пластины из искусственного лунного и марсианского реголита. Образцы провели полгода снаружи Международной космической станции. Суровые условия низкой околоземной орбиты — вакуум, радиация и перепады температур — не разрушили их, а в некоторых тестах даже сделали прочнее, чем контрольные экземпляры, хранившиеся все это время на Земле. Это важный шаг к тому, чтобы в будущем строить сооружения на Луне из местного сырья. Результаты испытаний на МКС опубликованы в журнале Advances in Space Research.
Лунная глина бывает разного состава, и технологию нужно адаптировать под конкретное сырье. Для этого исследователи применили машинное обучение. Модель научили предсказывать прочность геополимера в зависимости от исходного сырья и способа обработки. Это позволяет подбирать рецепт на месте без лишних экспериментов.
Ученые также проанализировали поведение смеси на стадии приготовления. Выяснилось, что есть критическая точка гелеобразования, после которой масса начинает твердеть. До этого момента перемешивание и перекачка не влияют на конечную прочность и скорость застывания. Значит, инженеры могут спокойно замешивать и транспортировать материал прямо на стройплощадке, не боясь испортить его. В совокупности это приближает практическую возможность строить на Луне из местного сырья, без дорогостоящей доставки с Земли.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что инопланетные микробы предложено отправлять на лунный карантин.