Лунный бетон выдержал 6 месяцев в открытом космосе на МКС

Учёные из Университета Делавэра отправили образцы строительных материалов, включая лунный бетон, на шесть месяцев за борт МКС — и получили результат, который пригодится не только для статьи, но и для будущих лунных баз. После возвращения на Землю часть пластин оказалась не слабее контрольных образцов, а некоторые даже показали более высокую прочность. Для проектов, где каждый килограмм груза с Земли стоит очень дорого, это уже серьёзная новость.

Речь идёт о геополимерах — их лаборатория профессора Нормана Вагнера разрабатывает как замену обычному цементу. Вместо энергоёмкого обжига такие материалы получают за счёт химического связывания частиц. В качестве основы команда использует имитацию лунного и марсианского грунта. Логика тут простая: если строить на Луне, лучше опираться на местный реголит, чем тащить туда мешки со стройматериалами с Земли.

Образцы отправили на орбиту в рамках миссии NASA MISSE-20 и закрепили снаружи станции. За полгода они прошли вакуум, радиацию и постоянные перепады температуры. По данным статьи в Advances in Space Research, материалы не деградировали, а часть образцов после такой экспозиции даже прибавила в измеренной прочности по сравнению с аналогами, которые всё это время лежали на Земле.

Но для лунного строительства этого мало: материал нужно не только защитить от внешней среды, но и научиться стабильно производить прямо на месте. Поэтому в другой работе, опубликованной в Acta Astronautica, та же команда подключила машинное обучение. Модель должна предсказывать прочность геополимера по составу исходного реголита и параметрам производства. Это нужно потому, что свойства лунного грунта заметно меняются от района к району, а на стройке на Луне права на ошибку не будет.

Исследователи отдельно разобрали, как смесь ведёт себя до затвердевания — во время перемешивания и формования. Они нашли критическую точку гелеобразования, после которой жидкий состав начинает превращаться в твёрдую структуру. До этого момента перемешивание не влияло ни на скорость затвердевания, ни на итоговую прочность. Для автоматизированных строительных систем это удобная вещь: у роботов и 3D-принтеров появляется больше времени на подачу и укладку материала.

Интерес к таким технологиям растёт довольно быстро. NASA в программе Artemis рассчитывает вернуть людей на Луну и создать там долговременную инфраструктуру уже в следующем десятилетии, а европейские и американские команды давно тестируют 3D-печать из реголита. Например, ESA и компания ICON уже показывали концепции лунных построек из местного сырья. На этом фоне испытание за бортом МКС выглядит как небольшой, но очень практичный шаг: прежде чем строить дом на Луне, неплохо проверить, что его стены хотя бы не боятся космоса.