Лазерная технология может позволить «создавать» стекло и керамику прямо на Луне
Глобальные космические программы — от американской Artemis до российско-китайской инициативы Международной лунной исследовательской станции (ILRS) и концепции Европейского космического агентства «Moon Village» — сходятся в одном: Луна становится целью долгосрочного присутствия человека. После успеха миссии Artemis II и заявлений о планах строительства лунной базы к 2030-м годам вопрос перехода от экспедиций к инфраструктуре становится практической задачей.
Ключевое ограничение таких проектов — строительство в условиях Луны, куда доставка оборудования с Земли крайне дорога. Одним из решений становится использование местного грунта — реголита — в качестве строительного материала. В Университете Флориды предложили подход, при котором лазеры используются для «спекания» и формования реголита и стекла прямо на месте, превращая их в конструкционные элементы.
Исследование, выполненное командой под руководством Виктории М. Миллер из Инженерного колледжа Герберта Вертхайма при Университете Флориды, опубликовано в журнале Springer Nature. Работа опирается на ранее проведённую программу, частично финансируемую Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов США (DARPA), и посвящена лазерному формованию материалов в условиях, приближенных к космическим.
Изображение сгенерировано: Nano BananaМетод лазерного формования основан на использовании концентрированного инфракрасного излучения для бесконтактного нагрева и деформации материала. В отличие от традиционной механической обработки, здесь не нужны формы, прессы или тяжёлая техника — материал изгибается за счёт локального термического напряжения. Исследователи проверяли, как этот процесс работает при различных атмосферных условиях, что важно для применения в вакууме Луны и других тел с разреженной атмосферой.
В экспериментах использовались образцы материала, симулирующего лунный грунт и стекло, изготовленное из него. Технология показала, что лазерное воздействие позволяет эффективно формировать стеклянные и керамические структуры, потенциально пригодные для строительства элементов будущих баз. Такой подход относится к стратегии In-Situ Resource Utilization (ISRU) — использованию местных ресурсов вместо доставки материалов с Земли.
По словам Миллер, ключевое преимущество технологии заключается в резком снижении массы и объёма оборудования, которое нужно выводить в космос: вместо тяжёлых строительных систем используется компактный лазерный источник энергии, способный формировать материал непосредственно на Луне. Это особенно важно для лунной среды, где каждая дополнительная тонна груза критически увеличивает стоимость миссий.
Помимо строительства баз, лазерное формование может использоваться для производства инструментов и запасных деталей прямо на орбите или на поверхности Луны, снижая зависимость от поставок с Земли. Это особенно актуально для длительных миссий, включая работу на космических станциях, где нехватка запчастей считается постоянным ограничением.
Авторы также отмечают, что технология имеет более широкий потенциал за пределами космоса — от гибкого производства до применения в строительстве на Земле. В условиях роста населения и необходимости более эффективных методов производства такие лазерные технологии могут стать основой для новых подходов к созданию инфраструктуры, как в космосе, так и на планете.
© iXBT
