Yüksek Enerjili Lazer Sıradan Ay Tozunu Ay Kolonistleri için Fütüristik Malzemelere Dönüştürüyor

Ohio Eyalet Üniversitesi (OSU) bilim adamlarından oluşan bir ekip, elektrikle çalışan bir sistem kullanan son teknoloji bir süreci ortaya çıkardı. yüksek enerjili lazer bu sıradan hale gelebilir ay tozu çeşitli fütüristik malzemeler kullanışlı alet ve malzemelere dönüştürülebilir.

Ayrıca paslanmaz çelik ve alüminyum-silika seramikler gibi farklı temel malzemeleri de eklediler. 3D baskılı araçlar ve yapılar Güç, basitlik ve dayanıklılık açısından hangi malzemelerin en büyük faydayı sunduğunu belirlemek için lazerle dönüştürülmüş ay tozundan yapıldı.

OSU araştırmacıları yaklaşımlarının gelecekte kullanılabileceğini söyledi ay kolonicileri tabana yalnızca az miktarda malzeme eklenerek araçlar, yaşam alanları ve diğer gerekli öğeler ve yapılar oluşturmak ay regoliti.

Yüksek Güçlü Lazer ve Ay Tozu Farklı Nesnelere Birleştirildi

Gerçek ay regolitini elde etmek pratik olmadığından OSU ekibi, orijinal regolitin malzemesi ve kimyasal bileşimine uyacak şekilde yapılmış simüle edilmiş bir ay tozuyla işe başladı. Bir göre ifade Süreci duyuran ekip, simülasyonu bir 3D yazıcıya yükledi ve farklı şekillerde biçimlendirilebilen sert, istiflenebilir sayfalar bastı. aletler ve nesneler.

Basılı tabakaların çeşitli imalat ve inşaat uygulamaları için uygulanabilirliğini değerlendirmek amacıyla araştırma ekibi, regoliti paslanmaz çelik gibi bir temel malzeme üzerinde eritmek için yüksek enerjili bir lazer kullandı. Bu işlem, simüle edilmiş ay tozunu temel malzemeyle birleştirerek benzersiz özelliklere sahip hibrit bir kompost malzemesi ortaya çıkardı.

Örneğin, Ay'ın dağlık bölgelerinde bulunan toprağı taklit eden LHS-1 adı verilen bir taklit kullanılarak yapılan testler, malzemenin paslanmaz çeliğe yapışmadığını gösterdi. Bununla birlikte, aynı simüle edilmiş, koyu kaplı bazalt kaya ay tozu, alümina silikat seramiği ile iyi bir şekilde bağlanmıştır. Ekip, her iki bileşiğin de oluşması nedeniyle silikat ve ay regolitinin iyi bir şekilde bağlandığından şüphelendiklerini söyledi. kristaller "termal stabiliteyi ve mekanik mukavemeti arttırır."

“Metal ve metal gibi farklı hammaddeleri birleştirerek seramikSüreci detaylandıran çalışmanın baş yazarı ve Ohio State Üniversitesi'nde endüstriyel sistem mühendisliği alanında yüksek lisans araştırma görevlisi olan Sizhe Xu, "Baskı sürecinde, son malzemenin çevreye gerçekten duyarlı olduğunu bulduk" dedi.

Test, Değişen Atmosfer Koşulları Altında Benzersiz Bileşimleri Ortaya Çıkarıyor

Geleceğin ay kolonicileri tehlikeli koşullarda çalışacakları için ekip, ay tozu lazer üretim sürecini çeşitli çevre koşulları altında test etti. Ekibin açıklamasına göre bu testler, kendi yaklaşımlarıyla üretilen malzemenin genel kalitesinin "büyük ölçüde toprağın üzerine basıldığı yüzeye bağlı olduğunu" ortaya çıkardı.

"Farklı ortamlar, belirli bileşenlerin mekanik mukavemetini ve termal şok direncini doğrudan etkileyen farklı özelliklere yol açar."

Malzemenin üretimi ve bileşiminin yanı sıra deneyler, oksijen mevcudiyeti gibi çevresel faktörlerin ve lazer gücü gibi üretim faktörlerinin hibrit malzemeden yapılan son yapının stabilitesini etkileyebileceğini ortaya çıkardı.

Çalışmanın kıdemli yazarı ve Ohio Eyaleti'nde makine ve havacılık mühendisliği alanında yardımcı doçent olan Sarah Wolff, "Uzayda, bir taklitte taklit edilmesi gerçekten zor olan koşullar var" dedi. "Laboratuvarda işe yarayabilir, ancak kaynakların kıt olduğu bir ortamda, bir makinenin farklı senaryolara yönelik esnekliğini en üst düzeye çıkarmak için her şeyi denemeniz gerekir."

Üzerinde Çalıştığımız Pek Çok Uygulama Var

OSU ekibi, yüksek enerjili lazer bazlı ay tozu üretim sürecinin potansiyel uygulamalarını tartışırken, gelecekteki ay kolonicilerinin Dünya'dan ağır ekipman ve malzeme taşımak yerine yerel kaynakları kullanarak araçlar ve yapılar inşa edebilmeleri gerektiğini belirtti. Ayrıca bu tür alet ve yapıların "aşırı vakum, toz ve termal çevre koşullarına dayanacak" şekilde özel olarak tasarlanması gerektiğini de belirttiler.

"Bu teknolojilerin vaadi, yalnızca temel görev süresinden tasarruf etmekle kalmayacak, aynı zamanda mürettebat derin uzaya giderken daha fazla bağımsızlığa da olanak tanıyacak" diye açıkladılar.

Ekip, ilerleyen süreçte ay kolonicilerinin yerel kaynakları kullanırken karşılaşabilecekleri zorlukları araştırıyor. Örneğin lazerleri, güneş kollektörleri veya diğer hibrit güç mimarileri kullanılarak üretilebilen elektrik gücünü kullanıyor.

Xu, "Yeni bilgilerle üzerinde çalıştığımız o kadar çok uygulama var ki olasılıklar sonsuz" dedi.

Süreç gelecekteki Ay kolonicileri için tasarlanmış olsa da araştırmacılar, yaklaşımlarının daha gelişmiş, enerji açısından daha verimli süreçlere yol açabileceğini ve potansiyel olarak Dünya'daki malzeme kıtlığını giderebileceğini öne sürüyor.

Wolff, "Eğer çok az kaynak kullanarak uzayda başarılı bir şekilde bir şeyler üretebilirsek, bu aynı zamanda Dünya'da da daha iyi bir sürdürülebilirliğe ulaşabileceğimiz anlamına gelir" diye açıkladı. "Bu amaçla, makinenin farklı senaryolara yönelik esnekliğini artırmak, üzerinde gerçekten çok çalıştığımız bir hedeftir."

Çalışma “Ay dağlık bölgesi regolit simülasyonunun lazerle yönlendirilmiş enerji biriktirme katkılı üretimi" kategorisinde yayınlandı Acta Astronautica.

Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief'te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].