Niekam jau ne naujiena didžiųjų kosminių agentūrų tikslai nuskraidinti žmones į Mėnulį ir Marsą - ir ne tik nuskraidinti, bet ir įkurdinti nuolatinėse bazėse. Bet iš ko tokios bazės bus statomos? Juk betono ar plytų neatveši iš Žemės – pernelyg didelė savikaina. Problemos sprendimo būdą pasiūlė JAV fizikų grupė, sukūrusi „Mėnulio plytas“.
Naują medžiagą sukūrė Virdžinijos technikos instituto (Virginia Tech) mokslininkai. Idėją pasiūlė profesorė Kathryn Logan, jau kurį laiką dirbusi kuriant naujus tanko šarvus. Eksperimentų metu ji maišė aliuminio pudrą su keramika, o specialioje formoje vykstant cheminei reakcijai formavosi vientisas junginys. „Vėliau aš pasiūliau, jog panaši patirtis gali praversti kuriant konstrukcines medžiagas Mėnulyje“, - instituto pranešime spaudai cituojama profesorė.
Taip gali atrodyti statiniai Mėnulyje, pastatyti iš naujųjų „Mėnulio plytų“. „Virginia Tech“ iliustr.
Tiesa, Mėnulio paviršiuje nebus nei tikros keramikos, nei aliuminio. Tad statybines medžiagas teks gamintis iš vietinio grunto – regolito. Regolitas (regolith) - purus, iš smulkių nuotrupų susidedantis Mėnulio arba planetų paviršiaus viršutinis sluoksnis. Jis susidaro dėl meteoritų smūgių, didelių temperatūros svyravimų, ultravioletinių Saulės spindulių, kosminių spindulių ir kt. priežasčių.
Sumaišius keramiką su aliuminio pudra, dviem aliuminio laidais pradedama leisti mišinį įkaitinanti elektros srovė. Prasideda cheminė reakcija, kuri toliau vystosi savarankiškai, o jos susiformuoja vientisa medžiaga. Ilgai kaitinant medžiaga plečiasi ir ima skilinėti. Apatiniame paveikslėlyje parodytas statybų principas Mėnulyje. „Virginia Tech“ iliustr.
Žinoma, mokslininkai kol kas neturi pakankamo kiekio regolito, kad galėtų su juo atlikinėti eksperimentus. Todėl Erico Faiersono vadovaujama mokslininkų grupė regolitą pakeitė vulkaninės kilmės pelenais, sumaišytais su įvairiais mineralais ir bazaltu.
Eksperimento metu dirbtinis regolitas buvo sumaišytas su aliuminio pudra ir sudėtas į kaitinimo formą. Mišinį pakaitinus iki 1500 laipsnių pagal Celsijų, prasidėjo autonominė egzoterminė reakcija (self-propagating high temperature synthesis - SHS). Reakcijos pabaigoje susiformavo monolitiniai blokai, tinkami pastatų statybai (blokų dydis – 130 x 65 x 25 mm, masė – 57 gramai). Be to, iš tokių blokų pastatus galima statyti be juos sutvirtinančio cemento ar sujungimui naudojamų vinių.
Vėliau studentai ištyrė „Mėnulio plytų“ tvirtumą – paaiškėjo, jog atsparumo išoriniam poveikiui požiūriu lydiniai mažai kuo nusileidžia betonui (vienas kvadratinis centimetras paviršiaus ploto atlaiko tūkstančio kilogramų apkrovą).
„Mėnulio plytos“. „Virginia Tech“ iliustr.
Tokių savybių visiškai pakanka aplinkos poveikiui Mėnulyje, kuriame gravitacijos jėga žymiai mažesnė, nei Žemėje, atlaikyti. Artimiausiu metu mokslininkai planuoja ištirti šių plytų atsparumą Saulės radiacijai ir taip pat išanalizuoti realią jų panaudojimo galimybę statyboms Mėnulyje.
„Teoriškai galima sukurti ir žymiai didesnių matmenų pavyzdžius, tačiau tokiu atveju didėja įtrūkimų tikimybė“, - aiškina Faierson. Tačiau neatmetama galimybė stambius lydinių blokus panaudoti orlaivių nusileidimo aikštelių, kelių ir apsauginių statinių konstrukcijai.
Kol kas tyrėjai nebandė statyti iš lydinių realaus statinio, tuo labiau, jog ir konkrečios misijų detalės į Mėnulį arba Marsą vis dar tėra teorinio lygio. Tačiau kad ir kaip būtų planuojamos šios misijos, bent jau vieną iš galimų statybinių medžiagų mokslininkai jau turės.
Be to, prasidėjusios lydinio formavimosi reakcijos metu į aplinką išsiskiria perteklinė šiluma, kurią mokslininkai mano panaudoti elektros energijos gavybai.
Tyrimo rezultatų reikšmingumą įrodo tai, jog mokslininkų grupė jau gavo pirmąjį tyrimų centro PISCES (Pacific International Space Center for Exploration Systems) apdovanojimą
Tad jeigu kosminės agentūros pasirinks šią medžiagą kaip statybinę medžiagą, tuomet astronautams į Mėnulį reikės gabentis tik aliuminio pudrą ir Saulės elementus elektros energijos gavybai. Po to reikės pririnkti reikiamą regolito kiekį, jį sumaišyti su atsivežtiniu aliuminiu ir, paleidus pradinę elektros srovę, inicijuoti lydinio formavimosi reakciją. Toks statybinių medžiagų gavybos metodas, mokslininkų nuomone, būtų žymiai efektyvesnis už visus kol kas žinomus dabartiniam mokslui.
Plačiau apie išradimą galite paskaityti šiame PDF dokumente.
Tiesa, trumpalaikių misijų metu astronautai galės naudotis kur kas paprastesniais ir greičiau pastatomais „pastatais“ – oro pripučiamomis bazėmis.
