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

Численное исследование прочности на сжатие базальтокомпозитной сэндвич-панели

Численное исследование прочности на сжатие базальтовой композитной сэндвич-панели

В данной работе провели исследование поведения при продольном изгибе сэндвич-панелей из армированного базальтовым волокном полимера (BFRP).