Nüüd teatakse, kuidas Kuule tellisetehas teha

Teadlased lõid uuringu raames nii telliseid kui ka silindreid. Foto: Korean Institute of Civil Engineering and Building Technology

Teadlased on välja töötanud kiirema ja lihtsama tehnoloogia, kuidas astronaudid saaksid Kuu pinnasest ehituseks sobilikke telliskive valmistada. Selle saladus peitub kuu tolmu kuumutamises ja seejärel spetsiaalse kosmilise mikrolaineahju kasutamises.

Kui mehitatud rakett saadetaks Kuule, on viimane asi, mida soovitakse teha, koormata kosmoselaeva suurte, kogukate ja raskete tsemendikottidega, millest kuu peal mörti, betooni ja kive hakata valmistama. Sellegipoolest, kui astronaudid plaanivad Kuul mõnda aega elada, peavad nad ehitama selle pinnale mingisuguseid struktuure.

Seda dilemmat silmas pidades uurivad mitmed rühmad erinevaid meetodeid, kuidas astronaudid saaksid regoliiti (Kuu pinnast) ehitusmaterjalideks muuta. Konkreetsete telliste tootmiseks on varasemad pingutused hõlmanud seadmete, nagu päikesekontsentraatorid ja suure võimsusega laserid, kasutamist.

Teine alternatiiv on protsess, mida tuntakse mikrolainelise paagutamisena (microwave sintering). Lühidalt öeldes hõlmab see lahtise regoliidi (levinud Kuu-mineraal) osade mõjutamist ultrakõrgsageduslike mikrolainetega. Regoliidis looduslikult esinevad metalliosakesed muudavad mikrolained soojusenergiaks, põhjustades nende kokkusulamise. Tulemuseks on tahke materjaliplokk.

Mikrolaine paagutamise eelised kuutelliste valmistamisel hõlmavad asjaolu, et see on märkimisväärselt kiirem ja energiatõhusam kui teised pakutud meetodid, ühtlasi ei vaja see lisaaineid. Kahjuks on senised katsetused andnud tulemuseks tellised, mis olid praktiliseks kasutamiseks struktuuriliselt liiga vigased.

Siin tuleb mängu uus tehnika variatsioon, mille on välja töötanud Dr Hyu-Soung Shin ja tema kolleegid Korea tsiviilehituse ja ehitustehnoloogia instituudis (Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology).

Teadlased alustasid tavalise mikrolaine paagutamise abil tahkete telliste tootmist kaubanduslikust regoliidi mimeetikust (ainest, mis imiteerib päris regoliiti) KLS-1. Kuna kuumutamisprotsess ei toimunud kogu materjali ulatuses ühtlaselt – nagu on olnud ka varasemates uuringutes –, tekkisid telliste sisemusse praod, mis kulgesid kuumade ja külmade kohtade piiril.

Pärast mõningaid katsetusi leiti, et seda probleemi saab lahendada, kuumutades KLS-1 esmalt 250 °C temperatuurini umbes kaheksa tundi vaakumis. Seejärel asetati materjal mitme režiimiga mikrolaine paagutamisahju, kus seda hoiti sisetemperatuuril 1080 °C kümme minutit. Lõppfaasis lasti regoliidil jahtuda toatemperatuuril umbes 16 tundi.

Tulemuseks olid pragudeta tellised, kusjuures südamiku proovide võtmine näitas, et tihedus, poorsus ja survetugevus olid ühtlased läbi kogu tellise.

Teadlased väidavad oma uurimuses, et järjekindel reprodutseeritavus ja füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste sarnasus kinnitavad mikrolaine paagutamise sobivust suurte ja ühtlaste plokkide tootmiseks, mis sobivad kasutamiseks ehitusmaterjalidena Kuul. See artikkel avaldati hiljuti ajakirjas Journal of Building Engineering. Kuu on veel ühes asjas hea koht sellise tehnika rakendamiseks: nimelt ümbritseb seal kõike õhuvaba keskkond, mis tähendab, et soojus naljalt sellest protsessist ei lahkugi. Kui Maal sama asja tegemiseks tuleks kasutada soojuslikult isoleeritud seadmeid, siis Kuu peal on ümbritev vaakum piisav, et vähemalt tavapärase soojusjuhtivuse tõttu kord kuumutatud tellis soojust ära ei anna.

Allikad: National Research Council of Science and Technology via EurekAlert ja New Atlas