À mesure que les missions d’exploration lunaire passent de l’exploration à la construction et à l’utilisation, la construction lunaire in situ devient une exigence essentielle. Le cœur de ce processus réside dans la solidification et la formation du régolithe, qui vise à maximiser l’utilisation des ressources locales tout en minimisant les coûts de transport et de maintenance. Le professeur Feng de l’Université Tsinghua a mené un examen complet, une classification précise et une évaluation quantitative des techniques de solidification et de formation du régolithe, mettant en évidence les principaux défis et les orientations de développement futures.
Quatre catégories de technologies de solidification et de formation des régolithes
Sur la base des mécanismes techniques de liaison et de cohésion entre les particules, les technologies de solidification et de formation des régolithes peuvent être classées en quatre groupes : méthodes de solidification par réaction (RS), de frittage/fusion (SM), de solidification par liaison (BS) et de formation par confinement (CF). . Chaque catégorie a des exigences et des capacités de mise en œuvre spécifiques, avec des variations dans le pourcentage de régolithe local utilisé, les exigences de température et le temps de solidification.
Évaluation des techniques pour des matériaux de construction lunaire rentables et hautes performances
Les chercheurs sont confrontés au défi de minimiser la consommation de ressources, les besoins énergétiques et la complexité opérationnelle tout en garantissant la fiabilité dans l’environnement lunaire. L’équipe de recherche présente la méthode de quantification 8IMEM, qui comprend huit indicateurs d’évaluation et seuils de notation adaptés aux besoins de la construction. Selon les résultats de l’évaluation, l’ensachage de régolithes apparaît comme la technique la mieux notée, offrant des perspectives prometteuses pour la construction lunaire in situ à grande échelle. Les techniques de frittage/fusion et les techniques de coulée occupent également une place importante, ces dernières étant adaptées à la fabrication de composants critiques.
Un plan en quatre étapes pour le développement des infrastructures lunaires
Pour s’aligner sur les conditions de construction lunaire et les objectifs à long terme des stations internationales de recherche lunaire, un plan complet en quatre étapes a été conçu : laboratoire, station de recherche, résidence et habitat. Chaque étape a des fonctions spécifiques et des objectifs de construction distincts, garantissant un développement progressif et durable des infrastructures lunaires. L’équipe de recherche a analysé les objectifs de construction structurelle pour chaque étape et a proposé la technologie du sac régolithe comme solution pour la construction de la base lunaire sur la base d’évaluations quantitatives.
Ouvrir la voie à des efforts de construction lunaire optimisés
En tirant parti des informations dérivées de cette évaluation complète, les chercheurs peuvent prendre des décisions éclairées sur les techniques de préparation des matériaux, ouvrant ainsi la voie à des efforts de construction lunaire optimisés. La conception proposée de l’habitat lunaire basée sur des sacs de régolithes sert de référence pratique pour les recherches futures. À mesure que l’exploration lunaire continue de progresser, le développement de méthodes de construction in situ efficaces et fiables sera crucial pour établir une présence humaine durable sur la Lune.
Recherche en libre accès et ressources supplémentaires
L’article « Lunar In Situ Large-Scale Construction: Quantitative Evaluation of Regolith Solidification Techniques », rédigé par Charun Bao, Daobo Zhang, Qinyu Wang, Yifei Cui, Peng Feng, est disponible en libre accès sur https://doi. org/10.1016/j.eng.2024.03.004. Pour plus d’informations sur la revue Engineering, suivez-les sur Twitter (https://twitter.com/EngineeringJrnl) et aimez-les sur Facebook (https://www.facebook.com/EngineeringJrnl).
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