Nový mikrovlnný proces by mohol umožniť výrobu tehál z mesačného prachu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 15. 7. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci vyvinuli techniku, ktorá by mohla umožniť astronautom oveľa rýchlejšiu a jednoduchšiu výrobu stavebných tehál z mesačnej pôdy. Tajomstvo spočíva v zahrievaní mesačného prachu a jeho následnom vložení do mikrovlnnej rúry pre letecký priemysel.
Ak by ste na Mesiac vyslali raketu s posádkou, posledná vec, ktorú by ste chceli urobiť, by bolo zaťaženie vesmírnej lode veľkými, objemnými a ťažkými vrecami cementu. Ak by astronauti plánovali na Mesiaci nejaký čas žiť, museli by na jeho povrchu vybudovať nejaké stavby.
Vzhľadom na túto situáciu niekoľko skupín skúma rôzne metódy, ktoré by astronauti mohli použiť na premenu regolitu (mesačnej vrchnej vrstvy pôdy) na stavebné materiály. Pokiaľ ide konkrétne o výrobu tehál, v minulosti sa využívali zariadenia ako solárne koncentrátory a výkonné lasery.
Ďalšou alternatívou je proces známy ako mikrovlnné spekanie. V skratke ide o vystavenie blokov sypkého regolitu mikrovlnám s ultravysokou frekvenciou. Prirodzene sa vyskytujúce kovové častice v regolite premieňajú mikrovlny na tepelnú energiu a spôsobujú ich spájanie. Výsledkom je pevný blok materiálu.
Medzi výhody použitia mikrovlnného spekania na výrobu mesačných tehál patrí skutočnosť, že je podstatne rýchlejšie a energeticky úspornejšie ako iné navrhované metódy a navyše nevyžaduje žiadne prísady. Nanešťastie však doteraz uskutočnené experimenty viedli k výrobe tehál, ktoré boli príliš štrukturálne chybné na to, aby boli prakticky použiteľné.
Preto prichádza nová variácia tejto techniky, ktorú vyvinul tím vedcov z Kórejského inštitútu stavebného inžinierstva a stavebných technológií. Vedci začali použitím konvenčného mikrovlnného spekania na výrobu pevných tehál z komerčného simulátora regolitu s názvom KLS-1. Vzhľadom na to, že proces zahrievania neprebiehal rovnomerne v celom materiáli, ako tomu bolo aj v predchádzajúcich štúdiách, tehly mali vnútorné trhliny prebiehajúce pozdĺž hraníc medzi ich lokalizovanými horúcimi a studenými miestami.
Po niekoľkých experimentoch sa zistilo, že tento problém sa dá vyriešiť tak, že sa KLS-1 najprv zahreje na teplotu 250 ºC približne na osem hodín vo vákuu. Potom sa materiál umiestnil do viacrežimovej mikrovlnnej zapekacej pece, kde sa udržiaval pri vnútornej teplote 1 080 °C počas 10 minút. V poslednom kroku sa regolit nechal chladnúť pri izbovej teplote po dobu približne 16 hodín.
Výsledné „mesačné“ tehly nemali žiadne trhliny a odber vzoriek z jadra ukázal, že hustota, pórovitosť a pevnosť v tlaku boli v každej z nich rovnaké.
„Spoľahlivá reprodukovateľnosť a podobnosť fyzikálnych a mechanických vlastností potvrdzujú životaschopnosť mikrovlnného spekania pri výrobe veľkých a rovnomerných blokov vhodných na použitie ako stavebný materiál na Mesiaci,“ uvádzajú vedci v dokumente o svojom výskume. Tento článok bol pritom nedávno uverejnený v magazíne Journal of Building Engineering.
