На протяжении последних десятилетий исследователи экспериментировали с разнообразными методами изготовления строительных материалов на Луне, однако большинство из них нуждались в добавках для обеспечения прочности, были связаны со значительными энергозатратами или предполагали создание крупных, сплошных конструкций. В настоящее время группа космических инженеров представила технологию, позволяющую использовать исключительно лунный грунт и с минимальными затратами энергии производить из него небольшие элементы, напоминающие детали конструктора».
Возведение сооружений на Луне – это не только задача будущего, сроки которого сложно предсказать, но и актуальная цель, связанная с планами по созданию постоянных научных объектов на спутнике Земли. Эти объекты, безусловно, будут собираться из готовых секций, однако потребуется дополнительная защита от радиации, и покрытие корпусов станции лунным грунтом могло бы обеспечить такую защиту.
Для решения данной задачи существуют различные подходы. К примеру, европейские инженеры в 2020 году показали бетон, который можно было бы изготавливать на Луне. Для него, помимо самого лунного грунта, необходима вода, причем именно в жидком состоянии.
На полюсах Луны находятся значительные запасы водяного льда. Соответственно, для изготовления бетона его необходимо извлекать вместе с лунным грунтом (реголитом) и плавить при достаточном давлении. В противном случае, в условиях отсутствия атмосферы на Луне, лед при нагревании будет сублимировать, то есть переходить непосредственно в газ. Также, данная технология предполагает использование мочи космонавтов для обеспечения пластичности материала.
Ученые во всем мире работают над упрощением и удешевлением строительства сооружений с использованием лунного грунта. Недавно американские и финские инженеры представили свое решение в научной статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org.
Разработанная экспертами экспериментальная установка способна формировать небольшие «кирпичики» из порошкообразного реголита методом лазерного спекания: для этого на рабочую поверхность помещают тонкий слой этого вещества, под воздействием лазерного луча частицы в нем соединяются и формируют прочную структуру, затем добавляется новый слой, и процедура повторяется.
В ходе демонстрационного испытания было изготовлено несколько кубиков размером в сантиметр, а также детали более сложных форм, такие как «крест» и буква «Н». Эти элементы можно соединять между собой, подобно конструктору, исключая необходимость использования цемента или аналогичных скрепляющих материалов.
Для создания образцов использовался не лунный грунт, а его максимально приближенный по составу заменитель. Установка потребляет не более 120 ватт электроэнергии. На Луне ее можно было бы питать от небольшого радиоизотопного генератора. Также возможна работа от солнечных панелей, однако следует учитывать продолжительность лунных ночей, составляющих две недели. Действительный аппарат должен обладать значительно большей производительностью и потребовать больше энергии, но, по мнению разработчиков, это вполне осуществимо.
Они также отмечают существующие недостатки: поверхность блоков оказывается излишне грубой, что негативно сказывается на качестве соединения. Кроме того, вызывает опасения долговечность продукции, поскольку нагрузка, приходящаяся на изделие перпендикулярно слоям, то есть сверху, ослабляет его значительно больше, чем боковое давление».