Испытания лазерной 3D-печати из лунного грунта в США

Команда ученых из Университета штата Огайо под руководством Сизе Сюя представила инновационный метод аддитивного производства строительных конструкций из лунного грунта, используя направленное лазерное осаждение. Результаты их исследований опубликованы в журнале Acta Astronautica.

В ходе экспериментов применялся имитатор лунного нагорья LHS-1 с базальтовыми минералами, схожими с образцами, полученными во время миссий «Аполлон». Ученые расплавляли реголит с помощью лазера и послойно наносили его на подложки, выполненные из нержавеющей стали и стекла. Испытания проводились при различных условиях кислорода, мощности лазера и скорости печати.

Выяснили, что спеченный реголит образует прочное соединение с глинозёмно-силикатной керамикой благодаря кристаллическим структурам, которые повышают термостойкость и прочность материала. Качество конечного продукта зависит от типа подложки и условий печати.

Эта технология разрабатывается для программы NASA «Артемида», целью которой является создание постоянной базы на Луне в южном полярном регионе, рядом с кратерами с водяным льдом. Подобные проекты также реализуются Китаем, Россией и Европейским космическим агентством. Для масштабирования метода предлагается использовать солнечные или гибридные энергетические системы вместо традиционных источников электроэнергии. Как отметил соавтор исследования Сара Вольф, данная технология может повысить экологичность промышленных процессов на Земле.

Вопрос-ответ

Какой метод аддитивного производства применяли для лунного реголита и какие материалы использовались в качестве подложек?

Испытания проводились с направленным лазерным осаждением (DLD) реголита. Для печати использовали реголит-имитатор LHS-1, содержащий базальтовые минералы, и подложки из нержавеющей стали и стекла, чтобы изучить влияние различной основы на спекание и прочность получаемого материала.

Какие основные результаты были получены в отношении прочности и термостойкости получаемой керамики?

Спеченный реголит образует прочное соединение с глинозёмно-силикатной керамикой благодаря кристаллическим структурам, которые повышают термостойкость и общую прочность материала. Качество конечного продукта зависит от типа подложки и условий печати, таких как кислородная среда, лазерная мощность и скорость печати.

Как технология может быть применена на практике для лунной базы и какие шаги планируются для масштабирования?

Технология ориентирована на программу NASA «Артемида» для создания постоянной базы на Луне в южном полярном регионе. Для масштабирования предлагается использовать солнечные или гибридные энергетические системы вместо традиционных источников электроэнергии и расширять применение на другие страны и агентства. Реализация на Земле может повысить экологичность промышленных процессов благодаря эффективной переработке реголита через лазерное спекание.