Ученые ГЕОХИ РАН создали максимально близкий к оригиналу аналог лунного грунта
Зола, шлак и кварцевый песок — из таких компонентов российские ученые создали один из первых максимально точных искусственных аналогов лунного грунта. Материал уже используют для испытаний посадочных модулей и буровых устройств, а в будущем он может стать основой для строительства инфраструктуры на Луне.
Покорение Луны начинается на Земле: одна из главных задач ученых заключается в том, чтобы заранее понять, как лунный грунт поведет себя под колесами роверов, лопатами буров и опорами посадочных модулей. Однако настоящий реголит — большая редкость. На Землю он попал в результате считанного числа полетов космических кораблей и автоматических аппаратов. Решение нашли российские исследователи из Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (ГЕОХИ РАН).
Здесь исследования механических свойств лунного грунта проводятся еще с середины 1960-х. В лаборатории Луны и планет Института, в специальном хранилище с инертной средой, где поддерживаются оптимальные температура и влажность, хранятся образцы реального лунного грунта, доставленные на Землю советскими автоматическими станциями «Луна-16», «Луна-20», «Луна-24» (всего 326 граммов) и американскими пилотируемыми кораблями «Аполлон-14» и «Аполлон-16» (всего 14 граммов). Ученые ГЕОХИ РАН создали искусственный аналог реголита, который по ключевым свойствам почти не уступает «оригиналу».
Реголит — уникальный материал, который формировался миллиарды лет под воздействием перепада дневных и ночных температур на поверхности Луны, под ударами метеоритов, в условиях вакуума и без участия воды или ветра. Воспроизвести все его свойства одновременно почти невозможно. Поэтому имитации лунного грунта изготавливаются с учетом одного или нескольких из ключевых свойств — в зависимости от задач. Для проведения крупномасштабных экспериментов (например, определения сцепления грунта и колес ровера) требуются десятки или даже сотни тонн искусственного реголита. Поэтому важно не только имитировать физико-механические свойства грунта, но и изготавливать материал из максимально недорогих и доступных компонентов.
Специалисты остановились на трех наиболее оптимальных «ингредиентах»: зола с ГРЭС, металлургический шлак с определенным размером частиц и дробленый кварцевый песок. После смешения их в определенных пропорциях по специальной методике, получился материал с гранулометрическим составом и свойствами как у настоящего лунного грунта. Он состоит из мельчайших частиц (50% из них — меньше 70 микрон), обладает адгезией (прилипанием), когезией (сцеплением частиц) и даже совпадает по цвету.
При бурении скважины, искусственный образец держит стенку также, как и настоящий лунный реголит, а при механическом воздействии на поверхность — слипается и образует комочки. Созданный в лаборатории вариант получил обозначение VI-75 (или Vernadsky Institute-75) — в честь 75-летия института.
Разработка уже используется для бросковых испытаний посадочных аппаратов серии «Луна», а также для испытаний лунных грунтозаборных и буровых устройств в Институте космических исследований (ИКИ) РАН. Интерес к разработке проявили и другие организации: например, МГТУ им. Баумана изучает возможность спекания искусственного грунта для создания строительных материалов прямо на Луне. Использовать его в своих исследованиях планируют и физиологи, которые разрабатывают защиту от лунной пыли для космонавтов.
«Мы считаем, что с предложенными нами технологиями создать площадки для приземления космических аппаратов или баз для жилья первопроходцев можно без использования дополнительных материалов с Земли», — сказал заведующий лабораторией ГЕОХИ РАН, кандидат геолого-минералогических наук Евгений Слюта, слова которого приводит «Московский Комсомолец». По его словам, спекать лунный грунт можно лазером, сфокусированным солнечным светом или сверхвысокочастотным излучением (СВЧ) — как в микроволновой печи.
Ранее ученые из КНР разработали технологию, которая позволяет извлекать воду из лунного грунта и сразу же использовать ее для получения кислорода и компонентов топлива. Для эксперимента использовался реголит, доставленный китайской автоматической станцией «Чанъэ-5».
Сегодня астрономы по всему миру пытаются найти воду за пределами Земли. Разобрались, зачем они это делают и какие методы используют.
Самое популярное
