Ученые подбирают идеальный реголит для 3D-печати на Луне
Французские исследователи добились нового прорыва в разработке технологии 3D-печати из лунного грунта. А именно: придумали, как улучшить механические характеристики реголита без дополнительных добавок. Если их работа придет к логическому завершению — это сыграет ключевую роль при постройке баз на Луне.
3D-печать многими учеными и конструкторами считается той самой «палочкой-выручалочкой», которая позволит решить вопрос со строительством на Луне долговременных сооружений. Поскольку каждый «лишний» килограмм при доставке с Земли будет буквально дороже золота, вопрос использования неограниченных ресурсов лунного грунта при создании стройматериалов (или хотя бы их части) выглядит как нельзя более актуально. Особо активно исследованиями в данной области занимается Китай. Но здесь есть ряд серьезных проблем. Прежде всего, связанных с прочностью реголита.
Дело в том, что в большинстве экспериментов по созданию из него «кирпичей» в качестве связующего вещества использовались различные добавки — от органических полимеров до обычной соленой воды. Трудности с доставкой которых на Луну все те же. Эту проблему решила устранить команда во главе с Жюльеном Гарнье из Тулузского университета, попытавшись создать прочный и надежный стройматериал из чистого реголита. Для чего пришлось пойти на ряд технологических ухищрений.
Первым из них стала технология, известная как селективное лазерное плавление (Selective Laser Melting или SLM). Порода, призванная имитировать реголит, была добыта на древнем потухшем вулкане Пик-д'Иссон (на юге Франции) — базальты которого, как оказалось, весьма сходны с лунными. Как показали предыдущие исследования, для 3D-печати она мало подходит — кирпичи получаются слишком неустойчивыми к сжатию. Но команда Гарнье заметила, что их прочность все же меняется — в зависимости от выбранной технологии.
В новой серии опытов исследователи манипулировали свойствами породы и способами ее «спекания», чтобы по-максимуму улучшить механические характеристики конечного продукта. Главной переменной стала структура порошка — кристаллическая (более прочная, но достаточно разнородная) или аморфная (рыхлая, но гораздо более предсказуемая).
В итоге был достигнут первый заметный успех: при использовании чистого кристаллического порошка ученым удалось увеличить прочность «кирпичей» вдвое по сравнению со стопроцентно аморфным. В дальнейших исследованиях французы предполагают установить идеальное соотношение обоих фракций, которое обеспечит максимальную устойчивость материала. Кроме того, оптимальный размер частиц и параметры лазера тоже нуждаются в уточнении. Но дорога к строительству прочных зданий из лунного грунта уже просматривается.
Самое популярное
