Ильменит обладает большей способностью поглощать микроволны и преобразовывать их в тепловую энергию, чем КЛС-1. Фото предоставлено: Корейский институт гражданского строительства и строительных технологий (KICT)
НАСА планирует построить лунную базу в рамках программы «Артемида» — инициативы по пилотируемому исследованию Луны. Однако практическая реальность того, что общественность представляет себе космической базе, несколько отличается от известных научно-фантастических фильмов. Чтобы построить базу на Луне с использованием обильных и разнообразных строительных материалов, требуются значительные транспортные затраты. Все эти материалы необходимо запускать с Земли с помощью ракет.
Поскольку транспортировка строительных материалов с Земли на Луну обходится дорого и требует много времени, для строительства лунной базы необходимо использовать местные материалы.
Многообещающим методом строительства лунной базы с использованием местных материалов является микроволновое спекание, при котором лунный реголит (почва) затвердевает ниже температуры плавления.
Во всем мире проводятся интенсивные исследования по спеканию лунного грунта с использованием лазеров, солнечной энергии и микроволн. Среди этих методов микроволновое спекание является заметной технологией, разработанной различными учреждениями, включая НАСА, ЕКА (Европейское космическое агентство) и Корейский институт гражданского строительства и строительных технологий (KICT, президент Ким Бён Сок).
Исследовательская группа (д-р Чангген, Ли, д-р Ён-Джэ, Ким, д-р Хёну, Джин) под руководством д-ра. Хю-Сунг, Шин из отдела исследований будущего и интеллектуального строительства KICT проводит исследование спеченных в микроволновой печи имитаций лунного реголита. Исследование было опубликовано в журнале «Строительство и строительные материалы».
В этом исследовании используются методы спекания, аналогичные обжигу керамики. Для получения полнотелого кирпича температуру повышают. Кирпичи, имитирующие лунный реголит, имеют прочность более 20 МПа, что сопоставимо с бетоном.
Микроволновой нагрев зависит от диэлектрических свойств материала, поэтому требуется детальное изучение диэлектрических свойств лунного реголита. В настоящее время недостаточно исследований того, как лунный реголит взаимодействует с микроволновым нагревом при различных температурах.
В рамках исследования микроволнового спекания исследовательская группа изучила диэлектрические свойства корейского лунного симулятора (KLS-1) и ильменита (титаната железа) при различных температурах. Ильменит — это минерал, который обычно встречается на поверхности Луны и известен тем, что повышает эффективность микроволнового нагрева. Однако детальные исследования диэлектрических свойств ильменита и его поведения при микроволновом нагреве не проводились.
Исследования показывают, что имитатор лунного реголита пропускает микроволновое излучение, что затрудняет его нагрев. Однако ильменит (титанат железа) сильно реагирует с микроволнами из-за своей уникальной кристаллической структуры, позволяющей быстро нагреваться до высоких температур. Кроме того, анализ кристаллических структур имитатора лунного реголита и ильменита успешно выявил ключевые факторы, способствующие усилению минерал-микроволновых взаимодействий.
Использование местного ресурса, ильменита, в качестве нагревательного элемента при строительстве лунной базы методом микроволнового спекания означает эффективное и быстрое производство строительных материалов. Доктор Ён-Джэ Ким из KICT объяснил, что это исследование, как ожидается, станет важной основой для развития микроволновых технологий для будущих исследований Луны и строительства лунных баз.
Информация от: Национальным исследовательским советом по науке и технологиям.
