Разогрев Луны в микроволновой печи может помочь нашему продвижению в космосе

НАСА

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

С запуском миссии НАСА «Артемида» и растущими усилиями других стран возвращение человечества на Луну кажется близким. Но чтобы остаться на Луне навсегда, потребуются новые подходы и технологии, которые все еще разрабатываются. Одно из направлений исследований сосредоточено на особенностях создания лунной базы, а в новой статье подробно рассматривается, как мы можем построить экономически выгодные посадочные площадки для наших космических кораблей.

В исследовании, финансируемом НАСА, под названием «Стоимость лунных посадочных площадок с торговым исследованием методов строительства», опубликованном недавно в журнале New Space, анализируются проблемы строительства в условиях, когда лунная пыль будет кружиться на высоких скоростях во время запусков или приземления, так как нет воздуха, который мог бы замедлить шлейф ракеты. Еще одна трудность строительства на Луне — доставка туда материалов и необходимого оборудования, учитывая непомерные расходы на транспортировку.

Исследование, проведенное оборонной и космической производственной компанией Cislune совместно с исследователями из Университета Флориды (UCF) и Университета штата Аризона, пришло к выводу, что самым простым и экономичным способом строительства лунных посадочных площадок может быть использование спекания. метод, который использует микроволны для плавления почвы, а также использует технологию обогащения или сортировки.

Чтобы прийти к такому подходу, исследователи изучили четыре метода строительства, изучая различные комбинации внутренних и внешних колец посадочной площадки. Если стоимость транспортировки на Луну останется выше 100 000 долларов за килограмм (или около 45 000 долларов за фунт), спекание окажется самым дешевым методом. Согласно исследованию, экономия увеличится еще больше, если будет также использоваться разработанная UCF технология обогащения, поскольку она может использовать магнитные поля для вытягивания на поверхность минералов, наиболее пригодных для микроволновой обработки. Обогащение основано на том факте, что ученые UCF обнаружили, что многие минералы, которые лучше всего подходят для микроволновой обработки, являются наиболее магнитными. Сортировка частиц на основе «магнитной восприимчивости» может улучшить поглощение микроволнового излучения на 70–80 процентов, сообщил в пресс-релизе доктор Филип Мецгер, соавтор исследовательской работы и планетолог из Космического института UCF во Флориде.

Процесс строительства предполагает, что марсоходы будут собирать лунный грунт, сортировать его с помощью магнитных полей, затем возвращать грунт на поверхность и плавить его с помощью микроволн.

Компания Interest Engineering (IE) обратилась к доктору Мецгеру за более подробной информацией о своей работе. Следующий разговор был слегка отредактирован для ясности и плавности.

Профессор Мецгер: Для микроволнового спекания вам сначала необходимо подготовить площадку, включая бульдозерную обработку и выравнивание поверхности. Во-вторых, вам нужно оборудование для производства электроэнергии, чтобы у вас было достаточно энергии для процесса микроволновой обработки. Вы можете получать энергию либо от солнечных, либо от ядерных систем, доставленных на Луну. В-третьих, для высокоэффективного спекания необходимо сначала обогатить почву на поверхности Луны, используя магнитные поля для сортировки зерен песка в зависимости от того, насколько они магнитны.

Магнитная сортировка почвы перед обработкой в ​​микроволновой печи — это запатентованное изобретение, которое мы внедрили здесь, в Университете Центральной Флориды. Это может сократить потребности в энергии на 70–80 процентов, что очень много. Устройство, выполняющее этот процесс, должно будет зачерпнуть слой почвы толщиной около 20 см и пропустить его через большой магнит, чтобы зерна почвы попадали в разные контейнеры в зависимости от их магнитной восприимчивости. Затем зерна вытекают обратно и наслаиваются на поверхность Луны, при этом менее магнитные зерна опускаются первыми, а более магнитные - поверх них. Это гарантирует, что большая часть микроволновой энергии будет поглощена верхним слоем, который мы пытаемся спекать.

В-четвертых, вам, вероятно, придется перекатить устройство по почве, чтобы еще больше уплотнить ее, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, нужен ли этот шаг. В-пятых, вы используете простое микроволновое устройство, которое может быть очень похоже на то, которое есть у вас на кухне, чтобы направлять микроволны на почву, пока она слегка не расплавится. И это все!