Ученые Университета Центральной Флориды выяснили, что напечатанные на 3D-принтере кирпичи из реголита являются хорошим материалом для строительства базового лагеря на Луне. Это позволит сократить стоимость создания долговременных поселений за счет использования местных, а не земных материалов. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Ceramics International.
В ходе эксперимента ученые использовали материал, имитирующий свойства марсианского и лунного реголита — сыпучего грунта на поверхности небесных тел, возникший в результате космического выветривания. Для этого они использовали материалы LMS-1 (Lunar Mare Simulant) и MGS-1 (Mars Global Simulant), изготовленные в исследовательском институте Exolith labs. В качестве связующего материала для частиц грунта была использован 6,25-процентный водный раствор NaCl.
Кирпичи изготавливали методом литья полимеров под давлением, для чего применялись формы из полиактида (пластика для 3D-печати) цилиндрической формы. Реголит смешивался со связующим веществом в соотношении 3,5 части на одну часть, а затем аккуратно помещался в форму. Таким образом, специалисты имитировали широко применяющийся метод аддитивной технологии — струйное связывание, когда связующий материал наносится на порошок послойно.
Сразу после заливки материал извлекался, после чего начинался процесс предварительного спекания 30 образцов при температуре 200 градусов Цельсия в течение часа. На втором этапе эксперимента все образцы были разделены на три группы по 10 образцов (5 образцов лунного и 5 образцов марсианского региолита), после чего их в течение часа подвергали высокой температуре 1000, 1100 или 1200 градусов Цельсия. Оказалось, что оптимальной температурой спекания был диапазон от 1100 до 1200 градусов Цельсия.
Проверка прочности на сжатие (способности выдерживать давление, стремящееся сжать материал) как марсианских, так и лунных «кирпичей», показала, что при условии оптимальной температуры спекания они могут выдержать вес несущих конструкций. Таким образом, реголит может стать подходящим исходным материалом для аддитивных производственных процессов на других небесных телах. Например, его можно использовать в рамках программы «Артемида», долгосрочная цель которой состоит в создании постоянной базы на Луне и облегчении пилотируемых полётов на Марс.