Với mục tiêu thiết lập sự hiện diện lâu dài trên Mặt Trăng thông qua chương trình Artemis, NASA đã yêu cầu các nhà khoa học đưa ra các phương pháp mới thông minh để xây dựng các căn cứ vũ trụ, có khả năng chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt nhất.
Giờ đây, nhờ các thí nghiệm do các nhà khoa học tại Đại học Trung tâm Florida (UCF) thực hiện, các phi hành gia trên Mặt trăng trong tương lai có thể sử dụng gạch làm từ đá và nước mặn của vệ tinh này để xây căn cứ định cư lâu dài.
Ranajay Ghosh, phó giáo sư Khoa Cơ khí và Hàng không Vũ trụ của UCF, và nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra những viên gạch in 3D được làm bằng bụi và đá rời từ bề mặt Mặt trăng có thể chịu được các điều kiện khắc nghiệt nhất có thể. Họ đã trình bày chi tiết những phát hiện của mình trên tạp chí Ceramics International vào hôm 25/10 vừa qua.
Phối cảnh dựng 3D của một căn cứ trên Mặt Trăng. Ảnh: InterestingEngineering
Theo đó, các nhà nghiên cứu đã tạo ra những viên gạch bằng cách sử dụng sự kết hợp của công nghệ in 3D và công nghệ in phun kết dính (BJT). Đây là một phương pháp sản xuất phụ gia, trong đó chất liên kết lỏng được lắng đọng trên lớp hạt bột. Theo ông Ghosh, BJT phù hợp duy nhất với các vật liệu giống như gốm, vốn khó nung chảy bằng tia laser. "
Trong thí nghiệm BJT của họ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nước mặn làm chất liên kết và bột này là chất thay thế cho đất Mặt trăng.
Do đó, phương pháp này có tiềm năng lớn đối với việc sản xuất bền vững trên các hành tinh hay vệ tinh ngoài Trái Đất, khi các phi hành gia có thể dùng lớp đất mặt để tạo ra các bộ phận, thành phần và cấu trúc xây dựng.
Trong thí nghiệm BJT, các nhà nghiên cứu sử dụng nước mặn làm tác nhân kết dính và bột thay thế đất mặt Mặt Trăng
Đầu tiên, quá trình BJT tạo ra những viên gạch hình trụ, được gọi là phần xanh, sau đó được nung ở nhiệt độ lên tới 1.200 độ C để tạo ra những viên gạch có thể chịu được áp suất gấp 250 triệu lần bầu khí quyển của Trái đất.
Theo Ghosh, công việc của nhóm nghiên cứu mở đường cho các sứ mệnh phi hành đoàn trong tương lai sử dụng BJT trong không gian. Các phát hiện cũng cho thấy rằng gạch có thể được xây dựng bằng cách sử dụng các vật liệu dồi dào, sẵn có trong không gian. Đây là một phát hiện quan trọng, với thực tế là việc vận chuyển một lượng lớn vật liệu xây dựng lên Mặt Trăng sẽ rất tốn kém.
“Nghiên cứu này góp phần tìm ra đáp án cho cuộc tranh luận đang diễn ra trong cộng đồng thám hiểm không gian về việc tìm kiếm sự cân bằng giữa việc sử dụng tài nguyên ngoài Trái Đất tại chỗ so với vật chất được vận chuyển từ Trái đất,” Ghosh nói. “Chúng ta càng phát triển các kỹ thuật sử dụng sự phong phú của đất mặt, chúng ta sẽ càng có nhiều khả năng hơn trong việc thiết lập và mở rộng các căn cứ trên Mặt trăng, sao Hỏa và các hành tinh khác trong tương lai.”
Một số nhà khoa học đã đưa ra đề xuất tương tự trong những tháng gần đây khi các nhà khoa học chuẩn bị cho con người quay trở lại Mặt Trăng và xa hơn nữa - các sứ mệnh trên mặt trăng Artemis của NASA được coi là bước đệm cho chuyến thám hiểm sao Hỏa cuối cùng của con người .
Năm ngoái, một nhà khoa học của Đại học Manchester (Anh) đã đề xuất sử dụng máu và nước tiểu của con người làm chất kết dính cho nhà ở trong tương lai trên sao Hỏa. Họ tuyên bố rằng điều này sẽ giảm đáng kể chi phí và tăng tốc độ xây dựng các thuộc địa ngoài thế giới trong tương lai và các phi hành gia, mặc dù các tác động về sức khỏe vẫn cần được điều tra.
Hình ảnh đầu tiên bạn nhìn thấy sẽ tiết lộ nỗi lo âu hiện giờ của bạn và giải pháp 'chữa cháy'
