Главная » Исследования » Аддитивное строительство с использованием базальтового реголита
Аддитивное строительство с использованием базальтового реголита

Аддитивное строительство с использованием базальтового реголита

Реголит (измельченная порода) является материалом, который обычно обнаруживают на поверхности планет, а по своему геологическому происхождению он в основном состоит из базальтов.

Лунная поверхность покрыта мелкозернистым реголитом, а вблизи кратеров обнаруживают крупные фрагменты. Состав реголита зависит от местоположения и отражает геологию локальных коренных пород, а также характер и эффективность воздействия микрометеоритного дождя.

В районах низменных морей (пригодных для заселения) реголит состоит из мелких гранул (средний размер 20-100 микрон) лунного морского базальта и вулканического стекла. Воздействие микрометеоритов может привести к локальному оплавлению и образованию крупных стекловидных частиц – такой реголит может содержать 10-80% стекла.

Исследования лунного реголита традиционно проводят с симулятором этого лунного грунта (реконструированная почва, состав которой воссоздан согласно образцам, доставленным экипажем корабля Аполлон). Лаборатория гранулярной механики и реголита (GMRO), которая находится в космическом центре NASA Kennedy Space Center (KSC) обнаружила приблизительный, но экономически выгодный геотехнический симулятор, названный Black Point-1 (BP-1). Его нашли на участке «Исследовательского и технологического центра пустынных исследований Аризоны» (RATS) — это полевой испытательный полигон на лавовом потоке «Блэкпоинт», который находится на отвалах, образованных после разработки базальтового карьера.

В данной работе подводятся итоги исследования базальтового реголита BP-1 космическим центром KSC, проводится его сравнение с другим симулятором лунного базальтового реголита JSC-1A как материалов, пригодных для роботизированного аддитивного строительства крупных сооружений.

В целях сокращения необходимости доставки или производства на месте связующих добавок, мы сосредоточились на технологии переработки реголита прямо на строительной площадке с целью применения в одноэтапной технологии строительства сразу после разработки грунта.

Высокотемпературное плавление реголита включает в себя методы, используемые при производстве стекла и литье (с расплавами более низкой плотности и более высокой вязкости по сравнению с металлами), которые приводят к производству базальтового стекла с высокой прочностью и низким абразивным износом. Большинство симуляторов лунного реголита плавятся при температурах свыше 1100° C, хотя переработка расплава наземного реголита при 1500° C не является чем-то необычным.

Эти температуры достижимы путем лазерного нагрева или с использованием солнечных концентраторов. Подобно вулканической магме, скорость охлаждения определяет размер кристаллитов — более медленное охлаждение предопределяет более крупные кристаллы, а быстрое гашение может привести к полностью аморфному стеклу.

Роберт П. Мюллер¹, Лоран Сибилл², Пол Е. Хинце³, Томас С. Липпитт4, Джеймс Г. Мантовани5, Мэттью У. Нугент6 и Иван И. Таунсенд7.
1,4,5 NASA, Surface Systems Office, Космический центр имени Кеннеди, FL 32899
2 EASI (ESC),Прикладные науки и технологии, Космический центр имени Кеннеди, FL 32899
3NASA, Отдел материаловедения, Космический центр имени Кеннеди, FL 32899
6 Сьерра-Лобо (ESC), Прикладные науки и технологии, Космический центр имени Кеннеди, FL 32899
7 Craig Technologies (ESC), Прикладные науки и технологии, Космический центр имени Кеннеди, FL 32899

О Olga Yurchenko

Olga Yurchenko
x

Читайте также

Механические свойства армированного базальтовыми волокнами композита на основе полисилоксановой матрицы при повышенных температурах

Механические свойства армированного базальтовыми волокнами композита на основе полисилоксановой матрицы при повышенных температурах

Исследованы механические свойства композитов с однонаправленным армированием базальтовым волокном на основе матрицы, полученной из прекурсоров ...