UCFの研究者がアルテミスベースキャンプの建設に使用できる月のレゴリスレンガを作成

Oct 06, 2023

月面での長期的な存在を確立するための NASA のアルテミス プログラムの一環として、現代的な月のキャビン、探査車、移動住宅を備えたアルテミス ベース キャンプの建設を目指しています。 UCFの研究者チームによる最近の発見のおかげで、この固定生息地は月のレゴリスと塩水で作られたレンガで構築できる可能性がある。

UCF機械航空宇宙工学部のラナジェイ・ゴーシュ准教授と彼の研究グループは、3Dプリントした月レゴリスのレンガが宇宙の極限環境に耐えることができ、宇宙建設プロジェクトに適していることを発見した。 月のレゴリスは、月の表面を覆う緩い塵、岩、物質です。

彼らの実験結果はセラミックス・インターナショナルの最新号に詳しく掲載されており、出版前にニュー・サイエンティスト誌でも特集されました。

「セラミックス・インターナショナルのような権威ある雑誌に私たちの研究を掲載できることは常に光栄です。そして、ニュー・サイエンティストが私たちの研究を雑誌掲載に選んでくれたことを非常にうれしく思っています」とゴーシュ氏は言う。 「宇宙助成大学としてのUCFの特別な立場を考慮すると、科学知識の偉大な伝統に貢献できることを光栄に思います。」

レンガを作成するために、固体の複雑な構造と力学 (COSMOS) 研究室のゴーシュ氏のチームは、3D プリンティングと、粉末の床に液体結合剤を押し出す積層造形法であるバインダー ジェット技術 (BJT) を組み合わせて使用​​しました。 ゴーシュの実験では、結合剤は塩水で、粉末はUCFのExolith Labが製造したレゴリスでした。

「BJT は、レーザーで溶かすのが難しいセラミックのような材料に非常に適しています」と Ghosh 氏は言います。 「したがって、部品、コンポーネント、建設構造物を生産する持続可能な方法でレゴリスをベースにした地球外製造に大きな可能性を秘めています。」

BJT プロセスにより、グリーン パーツと呼ばれる弱い円筒形のレンガが生成され、その後、高温で焼かれてより強力な構造が生成されました。 低温で焼いたレンガは崩れたが、摂氏1200度までの熱にさらされたレンガは地球大気の最大2億5千万倍の圧力に耐えることができた。

ゴーシュ氏は、この研究が宇宙での材料や構造物の構築にBJTを使用する道を開くと述べた。 彼らの発見はまた、宇宙にある資源を使用して地球外の構造物を建設できることを示しており、これにより、アルテミスのようなミッションのために建築資材を輸送する必要性が大幅に削減される可能性があります。

「この研究は、その場での地球外資源の利用と地球から輸送される物質とのバランスを見つけることについて、宇宙探査コミュニティで進行中の議論に貢献します」とゴーシュ氏は言う。 「豊富なレゴリスを利用する技術の開発が進めば進むほど、将来的には月、火星、その他の惑星にベースキャンプを設立し、拡張する能力が高まるでしょう。」

この論文の筆頭著者は、ゴーシュ氏の大学院研究助手であるピーター・ウォーレン氏です。 共著者には、機械工学の博士号取得候補者、機械工学の卒業生であるナンディニ・ラジュ氏が含まれます。ホセイン・エブラヒミ '21 Ph.D、機械工学博士課程の学生ミロス・クルスマノビッチ、航空宇宙工学教授シーサ・ラガバンとジャヤンタ・カパット。

研究タイトル: 成形された火星および月のレゴリスの微細構造および機械的特性に対する焼結温度の影響

ゴーシュ氏は、2016 年に機械航空宇宙工学科の助教授として UCF に入社し、MAE の先進ターボ機械およびエネルギー研究センターの研究者です。 彼は COSMOS Lab としてよく知られる固体の複雑な構造と力学研究所を管理しており、そこで彼と彼のチームはコンピューター モデルと実験を利用して新しい材料を製造および設計しています。 彼は 2010 年にコーネル大学で機械および航空宇宙工学の博士号を取得し、米国国立科学財団キャリア賞を受賞しています。