На фоне ускорения работ по созданию устойчивой жизни на Луне исследование преподавателя кафедры машиностроения Университета Райса Денизхана Яваша показало, что лунная пыль может использоваться в качестве строительного материала будущего.
В последние годы в рамках различных космических программ, прежде всего миссии Artemis Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), активизировались работы по отправке пилотируемых миссий на Луну и созданию постоянных баз на ее поверхности.
В связи с этим все большее значение приобретают исследования, посвященные использованию местных ресурсов Луны для создания жилых пространств и инфраструктурных систем.
Исследование Денизхана Яваша, работающего преподавателем кафедры машиностроения Университета Райса в американском Хьюстоне, совместно с Ашрафом Баставросом из Университета штата Айова привлекло внимание своими результатами в этой области.
Работа Яваша, чьи научные исследования в основном сосредоточены на современных инженерных материалах, композитах, механике разрушения, а также легких и прочных конструкциях для космических применений, показала, что лунная пыль может использоваться при разработке строительных материалов.
Яваш, который также участвует в проектах, связанных с NASA, в беседе с «Анадолу» рассказал об истоках исследования и инженерном потенциале лунной пыли.
По его словам, идея превращения лунной пыли в строительный материал появилась в ходе поиска решения проблем, которые она создает на поверхности Луны.
«Лунная пыль известна как крайне абразивный и острый материал, способный создавать проблемы для оборудования. Изначально мы работали над полимерными поверхностями, отталкивающими лунную пыль. В процессе возник вопрос: "А можем ли мы вместо того, чтобы просто пытаться избавиться от этого материала, превратить его в полезный инженерный ресурс?" С этой мыслью мы начали исследовать, можно ли повысить структурные характеристики композитных систем, интегрировав в них материал lunar regolith simulant, имитирующий лунный грунт», — рассказал он.
Денизхан Яваш отметил, что доступ к настоящим лунным материалам крайне ограничен.
«Поэтому мы использовали специальный имитационный материал под названием lunar regolith simulant, воспроизводящий химические и физические свойства лунного грунта. В ходе исследования мы интегрировали этот материал в армированные волокном полимерные композиты и изучили механические характеристики материала», — сказал он.
Яваш пояснил, что они особенно стремились оценить потенциал такого подхода с точки зрения создания легких, но прочных конструкций, которые в будущем можно будет использовать на поверхности Луны.
«Одним из наиболее важных результатов стало то, что материал, похожий на лунную пыль, способен повышать прочность, вязкость разрушения и устойчивость к повреждениям композитных систем. В ряде механических испытаний мы наблюдали улучшения примерно на 30–40 процентов», — отметил ученый.
Он также подчеркнул, что лунная пыль может прилипать к скафандрам астронавтов, изнашивать оборудование и повреждать механические системы.
«Наше исследование показывает, что этот проблемный материал одновременно может превратиться в полезный инженерный ресурс», — добавил Яваш.
Преподаватель кафедры машиностроения Университета Райса Яваш подчеркнул, что подобные материалы могут стать критически важными для будущих жилых модулей, энергетических систем или мобильных исследовательских аппаратов на Луне.
«Если учитывать экстремальные перепады температур на поверхности Луны, воздействие микрометеоритов и радиации, то понадобятся материалы, которые будут не только прочными, но и обладать высокой устойчивостью к повреждениям. Результаты нашего исследования указывают на то, что местные ресурсы Луны могут использоваться при создании надежных систем. Эти результаты важны тем, что показывают возможность применения материала, уже находящегося на поверхности Луны, в будущих конструкционных решениях», — сказал он.
Яваш отметил, что для создания постоянных жилых зон и инфраструктуры на Луне недостаточно просто отправить туда астронавтов — потребуется также производить строительные материалы, защитные системы, энергетическую инфраструктуру и мобильные аппараты, адаптированные к лунным условиям.
«Одна из крупнейших проблем космических исследований заключается в том, что доставка материалов с Земли чрезвычайно затратна и сложна с логистической точки зрения. Поэтому, если в будущем планируется создание устойчивой жизни на Луне, использование местных ресурсов приобретает огромное значение», — заявил он.
Денизхан Яваш подчеркнул, что исследование пока находится на ранней стадии, однако уже вносит небольшой, но важный вклад в концепцию «строительства на Луне из материалов Луны».
«Я думаю, что в ближайшие годы, по мере ускорения работ по созданию постоянных баз на Луне, значение исследований, направленных на прямое превращение лунных ресурсов в инженерные материалы, будет только расти. Наша работа может стать одним из ранних элементов этой концепции», — отметил он.
По словам Яваша, на следующем этапе исследователи планируют увеличить долю лунной пыли в композитных системах, сохранив при этом технологичность производства и механические характеристики материала.
В долгосрочной перспективе ученые намерены разработать легкие, прочные и масштабируемые конструкционные материалы, в которых местные ресурсы Луны будут использоваться значительно активнее.
Яваш также отметил, что такой подход может открыть новые идеи не только для космических технологий, но и для устойчивых инженерных решений на Земле.
По его словам, исследование получило весьма положительные отзывы в академической среде и среди специалистов по космическим исследованиям.
«Наша работа была опубликована в одном из наиболее авторитетных изданий в области материаловедения — журнале Advanced Engineering Materials. Кроме того, выбор исследования в качестве материала для обложки журнала стал для нас предметом особой гордости», — сказал он.
