На вид как клубничное молоко, на деле — крепче платины. Инженеры NASA случайно создали материал, способный выдержать адские условия на Луне
NewsMakerНеизвестный ранее материал выдержал контакт с расплавленным грунтом и может заменить дорогую платину.
Лунная пыль способна быстро разъесть оборудование, которое должно превращать местные породы в кислород и строительные металлы. Инженеры NASA нашли новый материал, выдерживающий контакт с расплавленным грунтом при экстремальной температуре. Разработка может облегчить будущие миссии на Луну и пригодиться в авиационных двигателях.
NASA изучает технологии, которые позволят астронавтам добывать необходимые ресурсы прямо на Луне, а не доставлять каждый килограмм с Земли. Один из перспективных подходов предполагает плавление лунных пород с извлечением металлов для строительства и кислорода для дыхания и топлива. Однако расплавленный реголит ведет себя как крайне агрессивная лава и быстро разрушает многие жаропрочные материалы.
Проблему исследовали Кевин Ю, работавший в рамках программы подготовки молодых специалистов NASA, и инженер-материаловед Джеймса Стоукс из исследовательского центра имени Гленна в Кливленде. Ученые проверяли, как различные вещества переносят контакт с расплавленным имитатором лунной пыли.
Примерно через полгода экспериментов команда смешала имитатор лунного грунта с оксидом скандия и нагрела смесь в раскаленной печи. После обработки образовалось неизвестное соединение. Анализ показал, что характеристики материала не совпадают ни с одним из более чем миллиона веществ в рентгеновской базе, которой пользовались исследователи.
Поскольку готовых данных о соединении не существовало, специалисты начали исследование с нуля. В лаборатории NASA измельчили и смешали в этиловом спирте около восьми базовых оксидных компонентов, а затем обожгли смесь при температуре свыше 1590 °C. По словам Ю, исходный порошок напоминает розовое клубничное молоко, а после правильной реакции меняет цвет на светло-бежевый. Смена оттенка служит простым индикатором завершения процесса.
Испытания показали , что новый материал медленно разрушается под воздействием расплавленного лунного грунта и выдерживает температуры, необходимые для плавления пород. В состав входит оксид скандия, который нельзя назвать дешевым сырьем, однако производство материала должно обходиться заметно дешевле применения платины и других драгоценных металлов, обычно используемых в подобных высокотемпературных установках.
NASA рассчитывает использовать результаты работы при проектировании оборудования для переработки лунных пород. Из нового материала можно изготавливать емкости или трубопроводы, по которым будет проходить расплавленный реголит. Чем дольше такие детали прослужат без разрушения, тем меньше запасных компонентов придется отправлять с Земли.
Разработка может найти применение и за пределами лунных программ. Внутри реактивных двигателей детали работают при сопоставимых температурах, поэтому новое соединение рассматривают как основу для защитных покрытий. По результатам первых тестов, материал оказался легче, менее плотным и лучше удерживает тепло, чем современные покрытия высокого класса.
Ю и Стоукс завершили первоначальный цикл экспериментов, но планируют продолжить работу: очистить материал, точнее определить его свойства и снизить стоимость производства. Для лунных баз подобные исследования могут оказаться не менее значимыми, чем проекты самих аппаратов. Как подчеркнула Стоукс, даже лучшая конструкция не заработает, если инженеры не найдут материалы, способные выдержать реальные условия эксплуатации.
Лунная пыль способна быстро разъесть оборудование, которое должно превращать местные породы в кислород и строительные металлы. Инженеры NASA нашли новый материал, выдерживающий контакт с расплавленным грунтом при экстремальной температуре. Разработка может облегчить будущие миссии на Луну и пригодиться в авиационных двигателях.
NASA изучает технологии, которые позволят астронавтам добывать необходимые ресурсы прямо на Луне, а не доставлять каждый килограмм с Земли. Один из перспективных подходов предполагает плавление лунных пород с извлечением металлов для строительства и кислорода для дыхания и топлива. Однако расплавленный реголит ведет себя как крайне агрессивная лава и быстро разрушает многие жаропрочные материалы.
Проблему исследовали Кевин Ю, работавший в рамках программы подготовки молодых специалистов NASA, и инженер-материаловед Джеймса Стоукс из исследовательского центра имени Гленна в Кливленде. Ученые проверяли, как различные вещества переносят контакт с расплавленным имитатором лунной пыли.
Примерно через полгода экспериментов команда смешала имитатор лунного грунта с оксидом скандия и нагрела смесь в раскаленной печи. После обработки образовалось неизвестное соединение. Анализ показал, что характеристики материала не совпадают ни с одним из более чем миллиона веществ в рентгеновской базе, которой пользовались исследователи.
Поскольку готовых данных о соединении не существовало, специалисты начали исследование с нуля. В лаборатории NASA измельчили и смешали в этиловом спирте около восьми базовых оксидных компонентов, а затем обожгли смесь при температуре свыше 1590 °C. По словам Ю, исходный порошок напоминает розовое клубничное молоко, а после правильной реакции меняет цвет на светло-бежевый. Смена оттенка служит простым индикатором завершения процесса.
Испытания показали , что новый материал медленно разрушается под воздействием расплавленного лунного грунта и выдерживает температуры, необходимые для плавления пород. В состав входит оксид скандия, который нельзя назвать дешевым сырьем, однако производство материала должно обходиться заметно дешевле применения платины и других драгоценных металлов, обычно используемых в подобных высокотемпературных установках.
NASA рассчитывает использовать результаты работы при проектировании оборудования для переработки лунных пород. Из нового материала можно изготавливать емкости или трубопроводы, по которым будет проходить расплавленный реголит. Чем дольше такие детали прослужат без разрушения, тем меньше запасных компонентов придется отправлять с Земли.
Разработка может найти применение и за пределами лунных программ. Внутри реактивных двигателей детали работают при сопоставимых температурах, поэтому новое соединение рассматривают как основу для защитных покрытий. По результатам первых тестов, материал оказался легче, менее плотным и лучше удерживает тепло, чем современные покрытия высокого класса.
Ю и Стоукс завершили первоначальный цикл экспериментов, но планируют продолжить работу: очистить материал, точнее определить его свойства и снизить стоимость производства. Для лунных баз подобные исследования могут оказаться не менее значимыми, чем проекты самих аппаратов. Как подчеркнула Стоукс, даже лучшая конструкция не заработает, если инженеры не найдут материалы, способные выдержать реальные условия эксплуатации.