Zukünftige Astronauten könnten Straßen, Startrampen und andere Infrastruktur auf dem Mond bauen, indem sie Mondstaub mit konzentriertem, laserähnlichem Sonnenlicht schmelzen, um Dachziegel herzustellen, heißt es in einer neuen Studie.

Wissenschaftler haben diese Technik nun im Labor getestet, indem sie gefälschte Monderde, auch Simulanz genannt, mit einem Laser, der Sonnenlicht nachahmen soll, bestrahlt haben. Dadurch entsteht eine neue Klasse verschachtelter Dreiecksstrukturen. Dieser Ansatz könnte dazu beitragen, die Gefahren schädlicher Mondstaubpartikel für Astronauten und ihre Ausrüstung zu begrenzen und würde auch die Menge der hergestellten Produkte minimieren, die von der Erde transportiert werden müssten.

Auf dem Mond wird es deutlich geschäftiger, da sich mehrere Missionen auf der ganzen Welt auf eine neue Welle der Monderkundung vorbereiten. Der von der NASA betriebene Artemis-Programm will im nächsten Jahrzehnt erneut Astronauten auf die Mondoberfläche schicken, und China verfolgt eigene Pläne zur bemannten Mondlandung. Formalisierung. Inzwischen arbeiten viele andere Länder und private Unternehmen daran, in den kommenden Jahren Roboter zum Mond zu schicken; Indien hat kürzlich seine Chandrayaan-3-Mission gestartet das vierte Land in der Geschichte um das zu erreichen.

Wenn unsere Präsenz auf dem Mond weiter zunimmt, müssen Missionen eine komplexere Infrastruktur zur Unterstützung von Oberflächenoperationen entwickeln. Jetzt haben Wissenschaftler, die an einem ESA-Projekt namens PAVER arbeiten, gezeigt, dass unter anderem die Bausteine ​​von Mondstraßen hergestellt werden können, indem Sonnenlicht mit einer etwa 2,37 Quadratmeter großen Linse auf Mondstaub fokussiert wird.

Das PAVER-Team „lieferte den Beweis für die Machbarkeit dieser Technik zur Herstellung einer großen Anzahl von Vor-Ort-Verriegelungen, die direkt auf der Mondoberfläche hergestellt und für die Pflasterung abgelegt werden können“, und stellte außerdem fest, dass „die relativ geringe Größe der erforderlichen.“ „Bereichsausrüstung und Einfachheit des Systems wären für den Einsatz dieser Technologie bei zukünftigen Mondmissionen von Vorteil“, sagte er Untersuchung an diesem Donnerstag Wissenschaftliche Berichte wurde veröffentlicht.

„Die Beschaffenheit des Mondstaubs könnte sich nachteilig auf die Monderkundung auswirken“, sagte Juan Carlos Ginés-Palomares, Hauptautor der Studie und Assistenzforscher an der Technischen Universität Berlin, in einer E-Mail an Motherboard. „Viele Partikel haben scharfe Kanten (da es auf dem Mond keine erosionsverursachenden Elemente wie Wind oder Wasser gibt) und sind oft elektrisch geladen (was sie ziemlich ‚klebrig‘ macht). Mondstaub kann für Mondlander, Raumanzüge und unsere Lunge schädlich sein, wenn wir ihn einatmen.

„Wir wollten helfen, diese Probleme zu überwinden“, stellt er fest. „Die Schaffung von Straßen ist eine Möglichkeit, die Bildung von Staubwolken zu verhindern und die Fortbewegung von Fahrzeugen und Dieben zu erleichtern.“

Natürlich ist es leichter gesagt als getan, Routen auf der Mondoberfläche zu verfolgen. Angesichts der extrem hohen Kosten der Raumfahrt ist es für Missionsplaner nicht möglich, ein Raumschiff einfach mit schweren Ziegelsteinen zu beladen und diese dann auf den Mond zu werfen. Stattdessen fanden Forscher kreative Wege, Materialien zu nutzen, die bereits auf der Mondoberfläche vorhanden waren.

Um dies zu erreichen, startete die ESA das PAVER-Projekt mit dem Ziel, einige der sogenannten „In-situ-Ressourcennutzungstechnologien (ISRU)“ unter Nutzung von auf der Erde vorhandenen Materialien zu entwickeln. An der Zusammenarbeit waren Wissenschaftler der Technischen Universität Clausthal, der Bundesanstalt für Forschung und Prüfung (BAM), der Liquifer Systems Group in Österreich und der Hochschule Aalen beteiligt, an der Ginés-Palomares während dieser Forschung wohnte.

„Die TU Clausthal und die BAM (Deutschland) verfügten bereits über umfassende Kenntnisse über den Einsatz von Hochleistungslasern zur Herstellung großer Quarztiegel durch Sintern von Quarzpulver“, erklärt Ginés-Palomares. „Die Idee war, diese Ausrüstung für den Einsatz auf dem Mond einzusetzen. Das Team der TU Clausthal schloss sich daher mit dem Team der Universitäten Aalen (Deutschland) und Liquifer (Österreich) zusammen, da diese über Vorkenntnisse in der Herstellung von Teilen aus Mondmaterialien durch Solarsintern verfügen.

Gemeinsam entwickelten die Forscher eine Technik zum Schmelzen von EAC-1A, einem von der ESA entwickelten Mondsimulator, mithilfe eines Kohlendioxidlasers, der die Auswirkungen fokussierter Sonnenstrahlung nachahmt. Durch Versuch und Irrtum gelang es ihnen, stabile dreieckige Fliesen mit einer Länge von etwa 25 Zentimetern und einer Breite von etwa anderthalb Zentimetern herzustellen.

Das Team kam zu dem Schluss, dass die Blöcke eng aneinandergruppiert werden könnten, um eine wichtige Infrastruktur auf dem Mond zu schaffen. Laut Ginés-Palomares war es angesichts aller Variablen der Finanzierung, Organisation und Prioritäten von Weltraummissionen schwierig vorherzusagen, wann diese Technik tatsächlich auf der Mondoberfläche getestet werden könnte. Er glaubt jedoch, dass es technisch möglich wäre, diesen Ansatz in den 2030er Jahren zu demonstrieren.

„Aus technologischer Sicht deutet die Einfachheit der vorgeschlagenen Ausrüstung darauf hin, dass ein Prototyp dieser Technologie im Anschluss an die für Artemis und andere Entdeckungsprogramme vorgeschlagenen Starts kurzfristig getestet werden könnte“, erklärt Ginés-Palomares. „Zehn Jahre könnten also ein angemessener Zeitrahmen sein.“

In der Zwischenzeit wollen Forscher weiter an asphaltierten Mondstraßen arbeiten, indem sie ihre Fliesen ähnlichen Bedingungen aussetzen, denen sie auf dem Mond begegnen würden.

„Wir haben bereits über einige der nächsten Schritte für dieses Projekt nachgedacht: Zunächst müssten wir die Widerstandsfähigkeit der Fliesen unter dem Schub einer Rakete testen“, erklärt Ginés-Palomares. „Wir müssen dann eine Produktion unter weniger schwerwiegenden Bedingungen in Betracht ziehen; Dies kann beispielsweise bei Parabelflugaktionen erfolgen. Diese Studie wurde unter terrestrischen atmosphärischen Bedingungen und normaler Schwerkraft durchgeführt. Das Testen dieser Ausrüstung auf der Erde unter Mondbedingungen (insbesondere ohne Luft und Mondschwerkraft) wird ein wichtiger Schritt sein, um diese und ähnliche Technologien eines Tages auf den Mond zu bringen.

„Wir finden es natürlich sehr spannend, an einem solchen Projekt mitarbeiten zu dürfen“, schließt er. „Die Idee, dass wir zu den nächsten Schritten der menschlichen Entdeckung auf dem Mond beitragen, was für viele von uns ein Traum ist, motiviert uns sehr für unsere Arbeit.“ Daher möchten wir der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) dafür danken, dass sie dieses Projekt finanziert und die Zukunft der Monderkundung ermöglicht hat. »

Dieser Artikel wurde ursprünglich am veröffentlicht VICE Vereinigtes Königreich.

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