Hogyan fogunk utakat építeni a Holdon?

5866

Amikor visszatérünk a Hold felszínére, az űrhajósok nem sétálgatnak majd, inkább járműveket fognak használni – az ilyenkor felszálló holdpor miatt azonban utakra is szükségük lesz. Az Európai Űrügynökség (ESA) egyik projektje során a kutatók közúti közlekedésre alkalmas felületeket próbáltak előállítani oly módon, hogy szimulált holdport erős lézerrel olvasztottak meg.

Az Apollo-17 holdjárója (NASA)

A civilizációval együtt járnak az úthálózatok, és ez különösen érvényes a Holdra, ahogy nagy mennyiségű porral van dolgunk. A Hold felszínét nagyon finom, egyenetlen felületű, tapadós por borítja. Az Apollo-korszakban a por eltömítette a berendezéseket, és erodálta az űrruhákat.

Amikor az Apollo-17 holdjárójának leesett a sárvédője, a járművet úgy beborította az általa felvert por, hogy majdnem túlmelegedett. Az űrhajósok a rendelkezésükre álló holdtérképeket hasznosították újra, hogy megoldják a problémát. A Szovjetunió Lunohod-2 holdjáróját el is pusztította a túlmelegedés, amikor a hűtőjét beborította a por.

A Surveyor-3 holdszondát is ellepte a por, amikor az Apollo-12 holdkompja tőle 180 méterre leszállt. A NASA modelljei azt mutatják, hogy amikor a leszállóegységek a Hold felszínére érnek, a hajtómű-tölcsérek több tonna port mozgatnak meg, ami a leszállóegység felületéhez tapadhat, és beboríthatja a leszállóhely környékét.

Az Apollo-12 űrhajósai meglátogatják a Surveyor-3 holdszondát. A felvételt Alan L. Bean készítette 1969. november 20-án Charles Conrad Jr.-ról. (NASA)

A legkézenfekvőbb megoldás az, hogy tartsuk távol a port a Holdon zajló tevékenységek helyszíneitől, így az utaktól és a leszállóhelyektől. Az ötlet, hogy a homok olvasztásával készítsünk utakat, először 1933-ban merült fel.

Egy kis lépés a holdi útépítés felé. (PAVER)

Az Európai Űrügynökség PAVER (Paving the road for large area sintering of regolith – A regolit nagy felületen történő szinterezésének előkészítése) projektje ennek a lehetőségnek a megvalósíthatóságát vizsgálta a holdi útépítésben. A projektben német és osztrák partnerintézetek vettek részt. A kutatócsoport egy 12 kilowattos szén-dioxid lézerrel olvasztotta üvegszerű szilárd felületté a szimulált holdport.

Ahogy az ESA anyagmérnöke, Advenit Makaya magyarázta, a projekt valóban az 1933-as ötleten alapul: „Igazából nem vinnénk szén-dioxid lézert a Holdra. Ez a lézer egyfajta fényforrásként szolgál a kísérleteinkben: a napfényt helyettesíti, amelyet egy pár méter átmérőjű Fresnel-lencse segítségével összegyűjthetnénk, hogy hasonló olvadást érhessünk el a Hold felszínén.”

Lézer olvasztja a holdport az Európai Űrügynökség PAVER projektjének kísérletében. (PAVER)

„A múltbéli helyszíni erőforrás-hasznosítási projektek során – beleértve a tükörrel koncentrált napenergiát használó téglaépületet is – viszonylag kis, néhány millimétertől több centiméter átmérőig terjedő olvadási pontokkal dolgoztunk. Hogy utakat vagy leszállóhelyeket építsünk nagy területen praktikus időintervallum alatt, ahhoz sokkal nagyobb fókuszált területre van szükségünk.”

A kutatóknak sikerült a Clausthal Műszaki Egyetemen elérniük az 5–10 centiméteres átmérőt.

Háromszög-forma olvasztása regolitban a Clausthal Műszaki Egyetemen. (PAVER)

A kutatók kidolgoztak egy stratégiát 4,5 centiméter átmérőjű lézersugárral háromszög alakú, középen üreges, körülbelül 20 centiméteres geometriai alakzatok előállítására. Ha ezeket egymás mellé rakják, szilárd felületeket hozhatnak létre a holdfelszín nagy területein, amelyek akár utakként, akár leszállóhelyként szolgálhatnak.

„Kiderült, hogy könnyebb a regolittal dolgozni nagyobb felszínen, mert a milliméteres méretű terület hevítése olvadt golyókat eredményez, amelyek a felületi feszültség miatt nehezen tudnak összeállni. A nagyobb lézersugár stabil réteget képez az olvadt regolitban, ami könnyebben kezelhető.” – tette hozzá Advenit Makaya.

Az egymásba illeszkedő formák felhasználhatók burkolatok készítésére. (PAVER)

„A végeredmény egy üvegszerű, törékeny anyag, de elsősorban lefelé irányuló nyomásnak lesz kitéve. Még ha el is törik, tovább használhatjuk, és ha szükséges, kijavíthatjuk.” – mondta.

A kutatók szerint a lehűlt útburkolat újramelegítése repedésekhez vezethet, ezért tértek át a minimális átfedést tartalmazó formákra. Egyetlen olvasztott réteg nagyjából 1,8 centiméter vastag. Az ezekből épített utak több rétegből állhatnak majd, függően attól, hogy milyen terhelésnek lesznek kitéve.

Egyetlen olvasztott réteg 1,8 centiméter vastag. (PAVER)

„Nagy olvadási mélységű, masszív struktúrákat eredményező olvadás csak nagy lézerpontokkal érhető el.” – magyarázza Jens Günster (BAM). A kutatók becslése szerint egy 100 négyzetméteres leszállóhely kialakítása 2 centiméter vastag anyagból 115 napot vesz majd igénybe.

Látványterv a Hold felszínén kialakítandó bázisról. (PAVER)

Forrás: ESA

Hozzászólás

hozzászólás