Nowy materiał pomoże w pozyskiwaniu zasobów na Księżycu

Nowy materiał może odegrać kluczową rolę w przyszłej eksploracji Księżyca. Naukowcy odkryli substancję odporną na ekstremalne temperatury i kontakt z roztopionym księżycowym pyłem, co może pomóc w pozyskiwaniu surowców potrzebnych do budowy infrastruktury oraz produkcji tlenu i paliwa.

Nowy materiał powstał podczas badań nad księżycowym pyłem

Agencje kosmiczne badają sposoby, dzięki którym przyszli eksploratorzy Księżyca będą mogli wykorzystać zasoby znajdujące się już na jego powierzchni, w tym topić księżycowe skały w celu pozyskiwania metali do budowy infrastruktury oraz tlenu do paliwa i podtrzymywania życia. W ramach nowego badania naukowcy z NASA, pod kierownictwem Kevina Yu i Jamesy Stokes, testowali, jak różne substancje oddziałują z upłynnionym księżycowym pyłem. Pozwoliło im to odkryć nowy materiał, który może zmniejszyć wagę transportów z Ziemi, a tym samym obniżyć koszty misji.

„Ten upłynniony księżycowy pył można porównać do lawy, ponieważ są to w zasadzie skały, które zostały rozdrobnione i stopione. To bardzo korozyjna substancja, która bardzo szybko niszczy wiele powszechnie stosowanych materiałów ogniotrwałych, czyli odpornych na wysoką temperaturę” – mówi Kevin Yu z NASA.

W czasie badań naukowcy natrafili na coś zaskakującego. Po połączeniu symulowanego księżycowego pyłu ze związkiem zwanym tlenkiem skandu i poddaniu mieszanki obróbce cieplnej w piecu odkryli, że powstał nieznany materiał. Inżynierowie wielokrotnie sprawdzali swoje wyniki, jednak materiał nie pasował do żadnej z ponad miliona substancji znajdujących się w ich bazie danych analiz rentgenowskich.

Zaskakująca nowa substancja

Nigdy wcześniej nie badano właściwości tego materiału, dlatego naukowcy zaczęli od poznania jego składu chemicznego. Aby uzyskać małe, odizolowane próbki i przeprowadzić testy reakcji z roztopionym księżycowym pyłem, wykorzystali specjalistyczny sprzęt do mielenia i mieszania. Rozdrabniali około ośmiu podstawowych składników tlenkowych w alkoholu etylowym, a następnie wypiekali mieszankę w temperaturze przekraczającej 1500 stopni Celsjusza wewnątrz pieca.

„Był to naprawdę bardzo ciekawie wyglądający proszek; początkowo miał różowy kolor, a kiedy proces się kończył, zmieniał barwę na jasnobeżową lub piaskową i wtedy było wiadomo, że reakcja przebiegła tak, jak chcieliśmy” – wskazuje Kevin Yu.

Po przeanalizowaniu wyników badacze odkryli, że nowa substancja nie ulega zbyt szybkiemu niszczeniu przez roztopiony księżycowy pył i może wytrzymać wysokie temperatury potrzebne do jego stopienia. Choć materiał zawiera tlenek skandu, który jest drogą substancją, jego produkcja jest znacznie tańsza niż wykorzystanie metali szlachetnych, takich jak platyna, które normalnie stosuje się w tego typu procesach wysokotemperaturowych.

Materiał może pomóc w budowie baz na Księżycu

Badania te mogą wpłynąć na projekty przyszłych technologii służących do pozyskiwania zasobów z księżycowych skał, a nowy materiał mógłby zostać wykorzystany do produkcji rur lub zbiorników utrzymujących roztopiony pył wewnątrz tego typu instalacji.

Właściwości nowego materiału mogą również okazać się idealne do tworzenia powłok chroniących elementy wewnątrz silników odrzutowych, które osiągają podobnie ekstremalne temperatury. Badacze odkryli, że jest on lżejszy, mniej gęsty i lepiej izoluje ciepło niż obecnie stosowane, najbardziej zaawansowane materiały powłokowe.

Zdaniem naukowców badania dotyczące materiałów i odpowiedniego ich wykorzystania będą kluczowe dla eksploracji surowych warunków panujących na Księżycu, a w przyszłości także na innych ciałach niebieskich.

„Można mieć najlepszy na świecie pomysł na konstrukcję lub pojazd, ale jeśli nie ma się materiałów o odpowiednich właściwościach, które pozwolą urzeczywistnić tę wizję, projekt nie odniesie sukcesu, bez względu na to, jak dobrze został pomyślany” – podsumowuje Jamesa Stokes.

Emil Gołoś