¿Cómo planean los científicos construir una base en la luna?

Espere una fuente importante de eficiencia mejorada de calentamiento por microondas.

NASAEl programa Artemis de la NASA tiene como objetivo establecer una base lunar como parte de una iniciativa de exploración lunar tripulada. Sin embargo, las expectativas del público sobre esta base espacial pueden diferir de las que se muestran en las películas populares de ciencia ficción. La construcción de una base lunar requiere una amplia gama de materiales de construcción, lo que implica importantes costes de transporte. Estos materiales deben ser lanzados desde la Tierra mediante cohetes.

Dado que transportar materiales de construcción desde la Tierra a la Luna es caro y requiere mucho tiempo, se deben utilizar materiales locales para crear una base lunar. Una forma prometedora de construir una base lunar utilizando materiales locales es el recocido por microondas, que endurece el suelo lunar por debajo de su punto de fusión.

Actualmente se están realizando en todo el mundo investigaciones activas sobre el proceso de sinterización del suelo lunar mediante láseres, energía solar y microondas. Entre estas tecnologías, la sinterización por microondas del suelo lunar es una tecnología destacada que están desarrollando varias instituciones, incluidas la NASA y la Agencia Espacial Europea (Agencia Espacial Europea), y el Instituto Coreano de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción (KICT, presidente Kim Byung-sook).

Investigación sobre la sinterización por microondas

Un equipo de investigación (Dr. Gangwon, Lee, Dr. Young-jae, Kim y Dr. Hyun-woo, Jin) dirigido por el Dr. Hyo-sung, Shin en el Departamento de Investigación de Edificios Inteligentes y Futuros del Instituto de Tecnología de Corea. Actualmente está realizando un estudio sobre ladrillos que imitan el suelo lunar moldeados con microondas. Esta investigación utiliza técnicas de sinterización similares a la cocción de cerámica, elevando la temperatura para crear ladrillos macizos.

Los ladrillos fabricados con materiales que imitan el regolito lunar tienen una resistencia de más de 20 MPa, similar a la del hormigón. El calentamiento por microondas depende de las propiedades dieléctricas del material, por lo que es necesario un estudio detallado de las propiedades dieléctricas del regolito lunar. Actualmente, no hay suficiente investigación sobre cómo reaccionan los regolitos lunares al calentamiento por microondas a diferentes temperaturas.

Investigación de materiales lunares.

Como parte de la investigación sobre sinterización por microondas, el equipo de investigación investigó las propiedades dieléctricas del simulador lunar coreano (KLS-1) y la ilmenita (titanato de hierro) a diferentes temperaturas. La ilmenita es un mineral abundante en la Luna y se sabe que mejora la eficiencia del calentamiento por microondas. Sin embargo, no se han realizado estudios detallados sobre las propiedades dieléctricas de la ilmenita y su comportamiento durante el calentamiento por microondas.

Los resultados de la investigación indican que la simulación del regolito lunar tiene la propiedad de transparencia de las microondas; Lo que dificulta calentarlos. Sin embargo, la ilmenita (titanato de hierro) interactúa fuertemente con las microondas debido a su estructura cristalina única, lo que permite un calentamiento rápido a altas temperaturas. Además, el análisis de las estructuras cristalinas del regolito lunar simulado y de la ilmenita reveló con éxito los principales factores que contribuyen al aumento de las interacciones de los minerales con las microondas.

El uso de un recurso local, la ilmenita, como elemento calefactor en la construcción de la base lunar mediante sinterización por microondas permite una producción rápida y eficiente del material de construcción. El Dr. Young Jae Kim, del Instituto de Tecnología de Corea, expresó su expectativa de que esta investigación sea una base crucial para el desarrollo de tecnología de microondas para la futura exploración lunar y la construcción de bases lunares.

Referencia: “Propiedades dieléctricas dependientes de la temperatura de las simulaciones lunares coreanas y la ilmenita: potencial para el procesamiento de microondas lunares” por Youngjae Kim, Hyunwoo Jin, Jangjoin Lee, Byunghyun Ryu y Heo Sung Shin, 13 de mayo de 2024, Materiales de construcción y construcción..
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.136599

Este estudio se realizó en el marco del programa de investigación KICT (Proyecto N° 20230081-001, Desarrollo de un simulador ambiental y técnicas avanzadas de construcción en TRL6 en condiciones extremas; Proyecto N° 20230144-001, Arquitectura Espacial: Desarrollo de tecnología básica para construir hábitats en la Luna) financiado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología de la Información y Comunicaciones.