Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej, we współpracy ze spółką Four Point, opracowali koncepcję urządzenia do przesiewania księżycowego regolitu, który posłuży do produkcji cegieł. Wysiłki wrocławskich badaczy mają na celu wsparcie rozwoju baz na Srebrnym Globie.
Koncepcja urządzenia powstała jako jedna z technologii w ramach dużego projektu przygotowania lądowiska do startów i lądowań na Księżycu. Zleciła go NASA, a zadania podjęła się amerykańska firma Astroport Space Technologies. Transport ciężkich materiałów na orbitę jest horrendalnie drogi, nie mówiąc już o dłuższych podróżach, chociażby na Marsa. Według niektórych szacunków koszt dostarczenia jednej cegły na Czerwoną Planetę sięga około dwóch milionów dolarów. Ceny te w przyszłości prawdopodobnie spadną, ale motywacja do korzystania z lokalnych zasobów jest oczywista.
Materiał budowlany na Księżycu
Dlatego w projekcie przygotowania księżycowego lądowiska założono maksymalne wykorzystanie tego, co jest dostępne na miejscu. A na Księżycu regolitu jest pod dostatkiem. Drobny pył powstały ze zwietrzałej skały pokrywa całą powierzchnię Srebrnego Globu. Z regolitu można tworzyć różne materiały budowlane. W 2021 roku brytyjscy badacze opracowali przepis na podobny do betonu materiał budowlany składający się z regolitu, białka obecnego w ludzkiej krwi oraz związku wydalanego wraz z moczem czy potem (więcej na ten temat w tekście: Krew, pot i łzy astronautów mogą posłużyć do produkcji „kosmicznego betonu”). Dwa lata później ten sam zespół badawczy pochwalił się materiałem mocniejszym od betonu, który składa się z symulantu regolitu, skrobi ziemniaczanej oraz szczypty soli (więcej w tekście: „Kosmiczny beton” wytwarzany na bazie… ziemniaków).
Regolit jest też przewidziany jako materiał budowlany w koncepcji Astroport Space Technologies. Firma opracowała już technologię spiekania drobnych cząstek zwietrzałej skały i kształtowania w płyty czy cegły nadające się do budowy – w tym przypadku – księżycowego lądowiska. Konieczne będzie jednak odpowiednie przygotowanie materiału do całego procesu, czyli odsianie drobnych ziaren księżycowej skały od większych kamieni i to właśnie tym tematem zajęli się naukowcy z Wydziału Mechanicznego PWr.
Przygotowana przez wrocławskich badaczy koncepcja urządzania do przesiewania regolitu pozwoli wykorzystywać nawet najdrobniejsze ziarna do produkcji cegieł. – W warunkach ziemskich do takiego procesu sortowania wykorzystujemy wodę, powietrze albo po prostu korzystamy z grawitacji. To nie są rozwiązania, które możemy brać pod uwagę na Księżycu, ze względu na brak dostępu do wody czy też brak atmosfery – tłumaczy kierownik zespołu dr hab. inż. Damian Pietrusiak, prof. uczelni z Wydziału Mechanicznego PWr.
Separator regolitu
Naukowcy we współpracy z wrocławską spółką Four Point przygotowali koncepcję urządzenia, które do sortowania regolitu wykorzysta wyłącznie siłę odśrodkową. Urządzenie będzie działać niezależnie od grawitacji, co otwiera pole do zastosowania na dowolnej planecie czy też niewielkich asteroidach, gdzie grawitacji właściwie brak – czytamy w komunikacie przesłanym przez biuro prasowe Politechniki Wrocławskiej.
– Nasz separator ma odśrodkowy wirnik, co jest oczywiście rozwiązaniem na pierwszy rzut oka podobnym do wielu innych – przyznaje prof. Damian Pietrusiak i dodaje jednocześnie, że wraz z zespołem zastosowali również zupełnie nowe pomysły. – W środku obracającego się stożkowego bębna znajduje się spirala, także się obracająca, z tą samą prędkością. Dzięki temu większe cząstki regolitu trafią na spiralę i przebędą na niej całą ścieżkę, aż na dół sortera. Natomiast te drobne zostaną wyrzucone na ściany stożka i poprzez niewielkie otwory w jego powierzchni trafią do zbiornika na zewnątrz – dodaje.
W ten sposób urządzenie pozwoli oddzielić osobne frakcje regolitu – drobny pył do spiekania cegieł czy płyt oraz grubsze fragmenty skał jako materiał do podkładów konstrukcyjnych lub do wypełniania worków do budowy wału ochronnego wokół lądowiska. – Separator w przyszłości mógłby także posłużyć w procesach przesiewania odpowiednich frakcji regolitu do np. pozyskiwania z niego tlenu czy produkcji metali. Widzimy dla niego także potencjalne zastosowania na Ziemi jako urządzenia do przesiewania w miejscach np. o ograniczonym dostępie do wody – zaznacza prof. Damian Pietrusiak.
Wspólny wynalazek zespołu z Wydziału Mechanicznego i firmy Four Point jest już chroniony zgłoszeniem patentowym. Astroport Space Technologies wykupiła licencję na jego wykorzystanie i obecnie planuje pierwsze testy na prostych modelach urządzenia.
Źródło i fot.: Politechnika Wrocławska
