Un material de construcție experimental, dezvoltat pentru viitoarele baze de pe Lună, a trecut cu succes unul dintre cele mai dificile teste posibile. Mostrele au stat șase luni montate în exteriorul Stației Spațiale Internaționale (ISS), expuse radiațiilor, vidului și variațiilor extreme de temperatură, iar unele dintre ele s-au întors pe Pământ mai rezistente decât înainte, potrivit Phys.
Rezultatele cercetării, realizate de o echipă de la Universitatea din Delaware și publicate în revista Advances in Space Research, reprezintă un pas important în dezvoltarea unor materiale care ar putea fi fabricate direct pe Lună, fără a fi transportate de pe Pământ.
Transportul materialelor de construcție în spațiu este extrem de costisitor
Transportul materialelor de construcție în spațiu este extrem de costisitor, motiv pentru care oamenii de știință caută soluții care să valorifice resursele disponibile la fața locului. Una dintre acestea este regolitul, stratul de praf și rocă ce acoperă suprafața Lunii.
„Regolitul este, în esență, un material silicat asemănător argilei. Este unul dintre cele mai abundente materiale atât pe Pământ, cât și pe Lună, ceea ce îl face foarte interesant pentru construcții”, a explicat Norman Wagner, profesor de inginerie chimică la Universitatea din Delaware.
Echipa sa dezvoltă geopolimeri, o alternativă la cimentul tradițional. Spre deosebire de cimentul obișnuit, care necesită temperaturi foarte ridicate pentru producție, geopolimerii transformă argila într-un material solid prin reacții chimice, consumând mult mai puțină energie.
Materiale de construcție produse chiar pe Lună
Cercetătorii își propun să folosească regolitul lunar împreună cu un număr minim de aditivi pentru a produce materiale de construcție chiar pe Lună. Tehnologia ar putea avea aplicații și pe Pământ, unde ar contribui la reducerea amprentei de carbon generate de industria cimentului.
Pentru a testa rezistența acestor materiale în condiții reale de spațiu, cercetătorii au trimis pe Stația Spațială Internațională plăci subțiri fabricate din simulatoare comerciale de regolit lunar și marțian, în cadrul misiunii NASA MISSE-20.
După șase luni petrecute în exteriorul stației spațiale, analizele au arătat că materialele nu s-au degradat. Mai mult, unele dintre probe au înregistrat valori ale rezistenței mecanice mai mari decât mostrele identice păstrate pe Pământ.
În paralel, cercetătorii au încercat să rezolve o altă provocare importantă: faptul că regolitul nu are aceeași compoziție peste tot pe Lună.
Cercetătorii au identificat un moment-cheie
Într-un al doilea studiu, publicat în revista Acta Astronautica, echipa a folosit inteligența artificială pentru a dezvolta un model capabil să estimeze cât de rezistent va fi un geopolimer în funcție de caracteristicile regolitului folosit și de modul în care acesta este prelucrat.
O altă serie de experimente a analizat comportamentul geopolimerilor în timpul amestecării, pompării și turnării înainte de întărire. Cercetătorii au identificat un moment-cheie, denumit „punct critic de gelificare”, când materialul trece din starea fluidă într-o structură solidă.
Rezultatele arată că manipularea materialului înainte de atingerea acestui prag nu influențează nici timpul de întărire, nici rezistența finală. Descoperirea le-ar putea oferi viitorilor ingineri mai multă flexibilitate în procesarea materialelor de construcție pe Lună, fără a compromite calitatea acestora.
Concluziile acestei cercetări au fost publicate într-o ediție specială a revistei Journal of Rheology, dedicată comportamentului materialelor utilizate în afara Pământului.
