La lune est sur le point d’être notre prochaine frontière. Lorsque Artemis 3 sera lancé (provisoirement) vers la fin de 2025, ce sera la première mission depuis l’ère Apollo à faire atterrir des humains sur notre satellite. D’ici là, il pourrait y avoir une nouvelle façon de filtrer la poussière grise de la Lune, qui pourrait au moins atténuer les dommages causés par les particules pointues du régolithe lunaire.
Une équipe internationale de chercheurs de l’Agence spatiale européenne pavage Le projet a découvert un moyen de faire fondre la poussière de lune – ou du moins un stimulant développé par l’Agence spatiale européenne – à l’aide de lasers. Les chercheurs ont tiré des lasers sur le sol lunaire pour créer des pavés autobloquants qui pourraient être utilisés pour construire des routes pavées et des aires d’atterrissage. Le régolithe fondu durci est suffisamment solide pour supporter le poids des engins spatiaux et autres engins spatiaux avec un minimum de poussière, et pourrait être entièrement fabriqué sur la Lune.
« Cette technologie devrait jouer un rôle majeur dans la première phase (de survie) du développement de l’infrastructure et de la base lunaire, et, au fil du temps, contribuer à toutes les phases de l’exploration lunaire », ont déclaré les chercheurs dans une étude récemment publiée dans la revue. Rapports scientifiques.
Gratter la surface
La poussière de lune est le fléau des vaisseaux spatiaux et des astronautes lunaires pour une raison. Sur Terre, les roches, le verre et d’autres matériaux du sol sont constamment exposés aux forces atmosphériques telles que le vent, la pluie et l’eau courante, c’est pourquoi les grains de sable sont souvent lisses sur les bords. Le régolithe lunaire est peu affecté par les facteurs météorologiques en raison du manque de vent et d’eau liquide. Tout vaisseau spatial qui atterrit ou transite sur la Lune est exposé aux risques liés à la poussière qu’il soulève, car les fragments de roche et de verre qui n’ont pas été exposés aux éléments peuvent facilement rayer les instruments délicats et corroder les surfaces. La faible gravité sur la Lune signifie également que des fragments turbulents continuent de s’envoler et de pénétrer dans tout.
Les scientifiques de PAVER voulaient trouver un moyen de créer des matériaux de pavage à partir de ressources déjà disponibles sur la Lune. L’expédition de fournitures depuis la Terre est coûteuse et peu pratique, c’est pourquoi Sur site La production est privilégiée autant que possible.
La principale différence entre ces expériences de simulation (outre la simulation du régolithe) était que le CO22 Des lasers ont été utilisés pour chauffer le matériau au lieu de la lumière solaire concentrée que les astronautes utiliseraient sur la Lune.
Tremplins
Des lasers de différentes tailles et puissances doivent être testés pour trouver le type qui produit les matériaux de pavage les plus résistants. Au cours de ce processus, l’équipe de recherche a découvert que toute intersection ou interférence de faisceaux laser pouvait entraîner des fissures internes, d’autant plus que… Régolithe lunaire Rempli de verre et d’autres silicates. Le laser qui s’est avéré efficace a fini par avoir un faisceau de 45 mm (environ 1,8 pouce) qui pouvait se déplacer sur la poussière selon un motif spécifique créant des formes triangulaires. Il a fait fondre la simulation de régolithe en morceaux de 250 mm (près de 10 pouces) d’une épaisseur de 15 mm (un peu plus d’un demi-pouce) et pouvant facilement s’emboîter les uns dans les autres. Naturellement, il devrait être étendu aux opérations lunaires réelles afin de s’adapter aux véritables engins spatiaux.
Le régolithe irradié et refroidi se compose de trois couches différentes. La couche supérieure, un type de verre, a été fondue et le matériau cristallisé de la couche intermédiaire a fondu. La fine couche de matériau en dessous était calcifiée plutôt que dissoute, ce qui signifie qu’elle était le produit de poussière collée dans une masse poreuse. Bien que ce matériau soit suffisamment dense et solide en lui-même, les formes géométriques conçues par les scientifiques visaient à augmenter sa flexibilité et sa résistance à la fissuration ou à la rupture.
Pour voir s’ils pouvaient supporter le poids d’un vaisseau spatial, les triangles ont été soumis à des tests de pression pour déterminer la pression qu’ils pouvaient supporter avant de se briser, la pression la plus élevée étant de 216,29 mégapascals (un peu plus de 30 000 livres par pouce carré). À titre de comparaison, le module lunaire Apollo pesait 33 000 livres et son poids était réparti sur plus d’un pouce.
Les scientifiques reconnaissent qu’il y a encore des progrès à faire dans ces recherches. Une lentille pour focaliser la lumière du soleil remplacerait le laser sur la Lune, elle devrait donc être testée. Ces tests méritent toutefois d’être poursuivis, car seule une petite quantité d’équipements légers est nécessaire pour mener à bien ce processus sur la Lune. Il pourrait également être possible de les y amener à temps pour marcher à nouveau sur la Lune depuis Apollo 17.
Rapports scientifiques, 2023. DOI : 10.1038/s41598-023-42008-1
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