NASA испытало новый материал для работы с расплавленным лунным грунтом
В Исследовательском центре NASA имени Гленна испытали новый материал, который выдерживает контакт с расплавленным аналогом лунного грунта. Его могут использовать в установках для переработки реголита — например, чтобы получать из него металлы и кислород.
NASA ищет способы использовать лунный грунт, чтобы будущим экипажам не приходилось везти все с Земли. Один из вариантов — плавить реголит и извлекать из него металлы и кислород. Металлы можно использовать для строительства, а кислород — для топлива и систем жизнеобеспечения.
Использование местных ресурсов на планетах — важный шаг для создания постоянных баз в космосе. Доставка тяжелых материалов и топлива с Земли слишком дорога из-за высоких затрат на пуски. Переработка реголита на месте позволяет строить инфраструктуру автоматически еще до прибытия основных экипажей. Это значительно уменьшает логистические трудности для лунных миссий.
Но работать с расплавленным реголитом сложно: это горячая и химически агрессивная среда. «Можно сказать, что это лава: по сути, измельченные породы, доведенные до расплава. Такой материал очень агрессивен и быстро разрушает многие жаропрочные материалы», — объяснил доктор Кевин Ю.
Новый материал случайно обнаружили во время исследований, которые проводили Кевин Ю и инженер-материаловед NASA Джеймса Стоукс. Они изучали, как разные вещества взаимодействуют с расплавленным аналогом лунной пыли. В ходе экспериментов ученые смешали имитатор лунного грунта с соединением под названием оксид скандия и нагрели образец в печи. После термообработки образовалось неизвестное ранее вещество. Исследователи проверили и перепроверили свои результаты, но материал не совпал ни с одним из более чем миллиона веществ, содержащихся в их базе данных рентгеновского анализа.
Ранее это вещество никогда не изучалось, поэтому команда начала с нуля — определили его химический состав. Затем они получили небольшие образцы и проверили, как материал ведет себя при контакте с расплавленным имитатором лунного грунта.
Для тестов ученые смешивали восемь базовых оксидных компонентов в этиловом спирте, измельчали их и нагревали в печи до температуры выше 2900 °F — около 1600 °C. Кевин Ю отметил, что смесь сначала выглядит розовой, как клубничное молоко, а после успешного завершения реакции становится светло-бежевой или песочной.
Испытания показали, что материал выдерживает температуры, необходимые для плавления реголита, и в расплаве не разрушается слишком быстро. Его могут использовать в будущих установках для переработки лунного грунта — например, в трубах или резервуарах для расплавленного реголита.
Оксид скандия, который используют для синтеза материала, стоит недешево. Но он все равно дешевле платины и других драгоценных металлов, которые обычно применяют в таких высокотемпературных процессах.
Материал может пригодиться и вне лунных проектов. В NASA считают, что из него можно делать защитные покрытия для деталей газотурбинных авиадвигателей. Он легче и лучше изолирует тепло, чем современные покрытия такого типа.
Пока Кевин Ю и Джеймса Стоукс завершили только первые испытания. Дальше исследователи хотят доработать состав материала, сделать его чище и снизить стоимость производства.
Чем опасна лунная пыль и как реголит можно использовать для строительства, добычи воды и производства топлива на Луне, рассказываем в этом материале.
Самое популярное
