Лунные кирпичи из базальта запекли в микроволновке

Исследователи из Самары и Москвы предложили собственную схему быстровозводимого укрытия на поверхности Луны и модифицированный способ изготовления строительных блоков из реголита. Использование спекания в микроволновой печи позволило сократить время получения готового изделия в пять раз — до 40 минут, пишут авторы в журнале «Воздушно-космическая сфера». Метод опробовали на имитаторе лунного грунта — земном базальте. 

Освоение труднодоступной территории обычно начинается с возведения полноценных обитаемых станций, защищенных от неблагоприятных условий внешней среды. Это справедливо как для отдаленных регионов Земли, так и для Луны. Несколько стран, в том числе Россия, США и Китай, неоднократно утверждали о подготовке к отправке людей на ближайшее космическое тело с целью долговременного обитания на полноценной базе.

Важнейшей задачей в контексте обитаемой лунной станции является технология ее строительства. Согласно одной из наиболее разработанных концепций необходимо возводить сооружения из строительных блоков, созданных из местного материала. В рамках этого подхода предлагается спекать вещество лунной поверхности, реголит, получая из него кирпичи различной формы.

В работе российских исследователей предлагается оригинальная конструкция быстровозводимого сооружения, технология его создания и улучшенный метод получения кирпичей из реголита. Авторы предлагают возводить в естественных углублениях поверхности конические купола из кирпичей при помощи надувной (пневматической) опалубки и покрывать их слоем реголита, который сверху опять выстилать слоем кирпичей.

«Уже многим известно о технологии изготовления кирпичей в лунных условиях при помощи солнечных лучей, но я думаю, у этого способа есть два очевидных недостатка, — объясняет ведущий автор работы Александр Пыжов из Самарского государственного технического университета. — 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».

Согласно расчетам исследователей, для защиты от космического излучения, перепадов температур и высокоскоростных ударов метеоритов массой до 350 граммов необходим защитный слой из реголита толщиной четыре метра. Именно этот факт является определяющим в выборе конструкции, так как она должна быстро строиться, но выдерживать большие нагрузки вышележащей защиты от внешней среды.

Для изготовления кирпичей ученые предлагают метод спекания реголита в СВЧ-печи: такой метод в пять раз быстрее гелиолитографии. Для проверки идеи авторы использовали имитатор лунного грунта из земного базальта. Его засыпали в форму для будущего кирпича, увлажняли для имитации слипаемости лунного грунта и уплотняли. Затем готовый образец после сушки помещали в теплоизоляционную камеру, которая позволяет снизить теплопотери и дольше сохранить температуру спекания — 1100–1150 градусов Цельсия. Камеру закрывали и ставили в микроволновую печь без поворотного столика на 40 минут.

Прочность готовых кирпичей из имитатора лунного грунта при сжатии оказалась значительно выше прочности глиняного кирпича — 130 МПа, а плотность реголитового блока была близка к плотности базальта — 2,5 г/см³. Испытания моделей различных вариантов куполов показали, что при сжатии предложенная форма укрытия на 15–18 процентов прочнее модели традиционного купола тех же габаритов.

Ранее ученые предложили запасать энергию во время лунной ночи в кирпичах из реголита и увеличили в 100 раз оценку запасов воды в лунных кратерах. Также сообщалось, что в России приступили к разработке аппарата для высадки космонавтов на Луну.

Тимур Кешелава