Американские физики создали лунные кирпичи
Во многих проектах по освоению Луны и Марса говорится о том, что на планетах будут построены здания (а то и целые комплексы), но никто особо не уточняет, а из чего будут сделаны стены? Ведь привезти с Земли все стройматериалы не получится.
Специалисты из политехнического института Виржинии (Virginia Tech) нашли ответ на этот вопрос.
Идейным вдохновителем этого проекта стала профессор Кэтрин Логан (Kathryn Logan), которая разрабатывала новую танковую броню.
Логан смешивала алюминиевую пудру и керамические материалы, которые в ходе реакции в специально созданной форме сплавлялись в цельный слиток. «Позже я предположила, что подобный опыт можно использовать для создания конструкционных материалов для Луны», — рассказывает Кэтрин в пресс-релизе института.
Первоначальный поджиг смеси осуществляется пропусканием тока через пару алюминиевых проводков, идущих к образцу.
В ходе дальнейшей, самостоятельно протекающей реакции образуется кирпич. При длительном нагреве он увеличивается в объёме и трескается (вероятно, из-за выделения летучих соединений).
Внизу: лунное жилище может быть построено по тому же принципу, что и средневековые арки (фото и иллюстрации Kathryn Logan/Virginia Tech).
Конечно же, реголита (лунного грунта) у научной группы под руководством Эрика Файерсона (Eric Faierson) не было, поэтому в качестве замены учёные использовали вулканический пепел, перемешанный с различными минералами и базальтом.
В ходе эксперимента искусственный реголит и алюминиевая пудра были смешаны и помещены в тигель. Нагревание смеси до 1500 °С привело к началу экзотермической реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).
В результате получились монолитные блоки (13 x 6,5 x 2,5 сантиметра, весом 57 граммов), необходимые для строительства жилища по типу иглу. Отдельные его составляющие не надо скреплять цементом или гвоздями.
«Лунные кирпичи» студенты исследовали на твёрдость и выяснили, что по стойкости к внешнему воздействию образцы почти не отличаются от бетона (один квадратный сантиметр поверхности выдерживает нагрузку в тысячу килограммов).
Кирпич, сделанный специально для «лунного иглу» (фотографии Kathryn Logan/Virginia Tech).
Получается, что по данному параметру материал должен выдержать влияние среды, в которой гравитация значительно ниже, чем на Земле. В ближайшее время учёные планируют исследовать кирпичи на стойкость к солнечной радиации и изучить возможность использования их в качестве строительных материалов на Луне.
«Теоретически возможно создавать и более крупные образцы, но тогда увеличивается вероятность образования трещин», — говорит Фэйерсон. Что, однако, не отменяет возможности использования таких крупногабаритных блоков для создания посадочных площадок, дорог и защитных сооружений.
Группа Эрика пока ещё не пыталась построить из созданных кирпичей полноценное здание (впрочем, и лунные роботы пока не смогли накопать достаточно реголита для будущих кирпичей).
Конкретный проект поселения на Луне тоже не существует, но будет ли это деревня роботов или полноценное людское поселение — неважно. Главное, что технология создания кирпичей уже есть.
Кстати, кроме непосредственного применения полученных блоков в качестве строительного материала новую технологию можно использовать как источник энергии, так как во время реакции СВС выделяется много тепла, которое можно переводить в электричество.
Проект по созданию «лунных кирпичей» завоевал приз от исследовательского центра PISCES (Pacific International Space Center for Exploration Systems). Однако эта разработка не единственная в своём роде.
Но если именно она понравится космическим агентствам, то в будущем космонавты, прилунившись, на месте смогут создавать блоки, используя лунный грунт, привезённый алюминий и электричество от солнечных батарей. Кирпичи сплавляются в считанные минуты, что значительно сократит затраты времени на строительство.
Подробнее о разработке читайте в этом PDF-документе (1,3 мегабайта).
Узнайте также о том, как на лунном грунте предлагают выращивать растения.
Великие открытия физиков(начало физики-по сей день)
