Хотите построить конструкции на Луне? Просто взорвите реголит микроволновой печью

Микроволновые печи полезны не только для разогрева остатков пищи. Они также могут создавать посадочные площадки на других мирах – по крайней мере, согласно исследованию, опубликованному консорциумом ученых из Университета Центральной Флориды, Университета штата Аризона и частной компании Cislune. Их исследования показывают, как сочетание сортировки лунного грунта и последующей его обработки микроволнами может создать посадочную площадку для будущих ракет на Луне и спасти любые окружающие здания от взрыва частиц пыли со скоростью 10 000 км/ч.

Эта система работает во многом потому, что некоторые минералы на лунной поверхности обладают магнитными свойствами, и эти же самые минералы очень чувствительны к микроволновому нагреву. В частности, тип стекловидного минерала под названием ильменит, который занимает около 1-2% поверхности Луны, обладает сильными магнитными свойствами.

Ильменит образуется при ударе Луны небольшими метеорами и образует материал, называемый агглютинатами. Для более старых лунных почв (то есть тех, которые недавно не были разрушены метеоритом) до 60% почвы состоит из этих агглютинатов, тогда как «молодые» лунные почвы состоят только из 20%. Таким образом, концентрации достаточно высоки в некоторых местах, содержащих значительные количества более древнего реголита.

Удалите всю рекламу во Вселенной сегодня

Присоединяйтесь к нашему Patreon всего за 3 доллара!

Получите опыт без рекламы на всю жизнь

Поэтому, если будущие исследователи захотят создать посадочную площадку, они могли бы уничтожить эту старую почву сильными микроволнами, чтобы спекать ее и создать достаточно прочную поверхность, которая позволила бы ракете приземлиться на нее, не подвергая пескоструйной обработке все вокруг. Такая пескоструйная обработка была бы особенно опасной, поскольку здесь нет воздуха, который замедлял бы частицы пыли, как это было бы на Земле.

Решение кажется достаточно простым – обработать почву микроволнами, чтобы спекать ее. Однако системы всегда можно улучшить, и этот процесс микроволнового спекания не является исключением. Исследователи обнаружили, что, подвергая реголит процессу, известному как обогащение, они могут увеличить количество поглощаемых им микроволн и, следовательно, эффективность процесса нагрева.

В этом случае обогащение включает просеивание почвы и воздействие на нее магнитным полем, в результате чего более магнитная почва движется к магниту, тогда как немагнитная почва просто упадет обратно на землю. Доктор Фил Мецгер, один из ведущих авторов исследования, сравнивает этот процесс с тем, что делают переработчики здесь, на Земле: они сортируют материал по его магнитной силе, позволяя отделить магнитный материал, такой как обычная сталь, от более ценной нержавеющей стали. сталь, которая не является магнитной.

На Луне, когда магнит выключен, магнитный грунт будет лежать поверх немагнитного грунта. А поскольку магнитный грунт гораздо более восприимчив к микроволнам, процесс обогащения может увеличить количество энергии, поглощаемой материалом, на 60-80%.

Это абсурдное улучшение, которое может значительно уменьшить размер источника микроволнового питания, необходимого для такой миссии. Учитывая вес некоторых источников микроволнового питания, любое уменьшение их веса может значительно снизить стоимость всей программы.

В документе также рассматриваются другие потенциальные методологии создания посадочных площадок, в том числе площадки на полимерной основе с использованием брусчатки. Однако экономическая эффективность использования ресурсов на месте, например, в проекте микроволнового спекания, является наиболее эффективной при текущей цене вывода оборудования на орбиту.

Хотя эта цена может значительно снизиться в ближайшие десятилетия, этот метод кажется одним из лучших для планировщиков миссии «Артемида», которые надеются снова посадить многоразовую ракету на Луну в этом десятилетии. На данный момент следующие этапы исследования будут включать тестирование источника микроволновой энергии и проведение аналогичных испытаний на почве в моделируемой лунной среде, в том числе в вакууме. Если некоторые блюда, приготовленные в микроволновой печи, можно использовать, возможно, нюхать полученный материал — не лучшая идея.