I metodi per costruire piattaforme di atterraggio lunari possono comportare il microonde del suolo lunare

Aug 26, 2023

La creazione di una base lunare sarà fondamentale per gli Stati Uniti nella nuova corsa allo spazio e la costruzione di piattaforme di atterraggio sicure ed economiche per consentire ai veicoli spaziali di atterrare lì sarà fondamentale.

Questi cuscinetti dovranno impedire alla polvere e alle particelle lunari di sabbiare tutto ciò che li circonda a più di 10.000 miglia all'ora mentre un razzo decolla o atterra poiché non c'è aria per rallentare il pennacchio del razzo.

Tuttavia, come costruire queste piattaforme di atterraggio non è così chiaro, poiché trasportare materiali e attrezzature pesanti per più di 230.000 miglia nello spazio diventa rapidamente proibitivo.

Ecco perché i ricercatori dell'Università della Florida Centrale stanno lavorando a un progetto finanziato dalla NASA per trovare modi per costruire piattaforme di atterraggio lunari che mantengano le persone e le attrezzature al sicuro ma che siano anche economiche e facili da costruire nello spazio. Il lavoro è condotto dalla società di produzione spaziale e di difesa Cislune e comprende la ricerca dell’Arizona State University.

Il team ha scoperto che un metodo che utilizza le microonde per sciogliere il suolo lunare, abbinato alla tecnologia di arricchimento o smistamento sviluppata dall’UCF, potrebbe essere l’opzione migliore.

I risultati sono stati pubblicati recentemente sulla rivista New Space e in un rapporto presentato alla NASA.

"È strategicamente importante per la nostra nazione avere una presenza sulla Luna perché il valore economico delle risorse nello spazio è molto alto", affermaPhil Metzger '00MS '05PhD , coautore della ricerca. È uno scienziato planetario presso il Florida Space Institute con sede presso l'UCF.

Gli Stati Uniti prevedono di tornare sulla Luna come parte delle missioni Artemis, con il primo atterraggio lunare con equipaggio previsto come parte di Artemis III nel 2025. Le missioni future stabiliranno habitat, attrezzature per l’estrazione di risorse e altro ancora.

Sulla base di un’analisi di quattro diversi metodi di costruzione, comprese diverse combinazioni per gli anelli della piattaforma di atterraggio interni ed esterni, un metodo di fusione – o sinterizzazione – che utilizza le microonde è risultato essere il più conveniente fintanto che il costo del trasporto sulla luna rimane superiore a Secondo il nuovo studio, 100.000 dollari al chilogrammo (circa 45.000 dollari alla libbra).

La sinterizzazione diventa ancora più economica se abbinata a una nuova tecnologia di arricchimento sviluppata da UCF che utilizza campi magnetici per portare in superficie la maggior parte dei minerali adatti al microonde. I ricercatori dell’UCF hanno progettato la tecnologia dopo aver scoperto che molti dei minerali più adatti al microonde sono anche i più magnetici. Questi risultati sono stati documentati nel nuovo rapporto alla NASA.

"Abbiamo dimostrato che possiamo aumentare l'assorbimento delle microonde tra il 70% e l'80% classificando le particelle in base alla suscettibilità magnetica", afferma Metzger.

Il processo di costruzione potrebbe essere effettuato da rover che raccoglierebbero il terreno, lo smistarebbero con campi magnetici, lo ricoprirebbero in superficie e lo scioglierebbero con le microonde, dice il ricercatore.

Lo studio New Space ha scoperto che il secondo metodo più conveniente quando i costi di trasporto sono superiori a 100.000 dollari al chilogrammo sarebbe quello delle piattaforme di atterraggio basate su finitrici.

Inoltre, una volta che i costi di trasporto scendono sotto i 100.000 dollari al chilogrammo, a causa delle economie di scala e della riutilizzabilità dei razzi, le piattaforme di atterraggio a base polimerica diventano un metodo più competitivo per costruire la parte esterna della piattaforma di atterraggio rispetto alla sinterizzazione e alle finitrici.

Ciascuno dei metodi presenta dei compromessi, come i costi energetici e di costruzione, che devono essere considerati, afferma Metzger.

"I numeri ci hanno mostrato che la sinterizzazione è in realtà il metodo migliore perché richiede una certa energia, ma il costo dell'energia è inferiore al costo di costruzione e al trasporto dei materiali di consumo sulla Luna", afferma Metzger.

Erik Franks, fondatore e amministratore delegato di Cislune, afferma che la costruzione della superficie sulla Luna e su Marte è molto diversa dalla costruzione sulla Terra.

"Il cemento e l'acciaio sono ampiamente utilizzati sulla Terra e sono il risultato di millenni di sviluppo e di espansione dell'industria basata sull'abbondanza di acqua, carbone e aria", afferma. "Su altri pianeti non abbiamo combustibili fossili e l'aria e l'acqua sono più preziose dell'oro. Saranno necessari processi diversi e UCF e Cislune stanno lavorando insieme per risolvere questi problemi con soluzioni innovative come la sinterizzazione a microonde e l'arricchimento del suolo. "