Métodos para construir plataformas de aterrissagem lunar podem envolver solo lunar de micro-ondas

Aug 26, 2023

Estabelecer uma base lunar será crítico para os EUA na nova corrida espacial e construir plataformas de pouso seguras e econômicas para espaçonaves pousar lá será fundamental.

Essas almofadas terão que impedir que a poeira e as partículas lunares atinjam tudo ao seu redor a mais de 10.000 milhas por hora quando um foguete decola ou pousa, já que não há ar para desacelerar a pluma do foguete.

No entanto, como construir essas plataformas de pouso não é tão claro, já que transportar materiais e equipamentos pesados ​​por mais de 230.000 milhas no espaço rapidamente se torna proibitivo.

É por isso que os pesquisadores da Universidade da Flórida Central estão trabalhando em um projeto financiado pela NASA para encontrar maneiras de construir plataformas de pouso lunar que mantenham as pessoas e equipamentos seguros, mas também sejam econômicas e fáceis de construir no espaço. O trabalho é liderado pela empresa de fabricação espacial e de defesa Cislune e inclui pesquisas da Arizona State University.

A equipe descobriu que um método que usa micro-ondas para derreter o solo lunar, juntamente com a tecnologia de beneficiamento ou classificação desenvolvida pela UCF, pode ser a melhor opção.

As descobertas foram publicadas recentemente na revista New Space e em um relatório enviado à NASA.

“É estrategicamente importante para nossa nação estar presente na Lua porque o valor econômico dos recursos no espaço é muito alto”, dizPhil Metzger '00MS '05PhD , coautor da pesquisa. Ele é um cientista planetário do Florida Space Institute baseado na UCF.

Os EUA planejam retornar à lua como parte das missões Artemis, com o primeiro pouso lunar tripulado previsto para ocorrer como parte do Artemis III em 2025. As missões futuras estabelecerão habitats, equipamentos de extração de recursos e muito mais.

Com base em uma análise de quatro métodos de construção diferentes, incluindo combinações diferentes para anéis internos e externos de pouso, um método de fusão - ou sinterização - usando microondas foi considerado o mais econômico, desde que o custo de transporte para a lua permaneça acima $ 100.000 por quilo (cerca de $ 45.000 a libra), de acordo com o novo estudo.

A sinterização se torna ainda mais econômica quando combinada com uma nova tecnologia de beneficiamento desenvolvida pela UCF que usa campos magnéticos para trazer os minerais mais resistentes ao micro-ondas para a superfície. Os pesquisadores da UCF projetaram a tecnologia depois de descobrir que muitos dos minerais mais resistentes ao micro-ondas também são os mais magnéticos. Essas descobertas foram documentadas no novo relatório da NASA.

"Mostramos que podemos aumentar a absorção de micro-ondas em algum lugar na faixa de 70% a 80% classificando as partículas com base na suscetibilidade magnética", diz Metzger.

O processo de construção poderia ser realizado por rovers que iriam escavar o solo, separá-lo com campos magnéticos, colocá-lo de volta à superfície e derretê-lo com microondas, diz o pesquisador.

O estudo da New Space descobriu que o segundo método com melhor custo-benefício quando os custos de transporte estão acima de US$ 100.000 por quilograma seria plataformas de pouso baseadas em pavimentadoras.

Além disso, uma vez que os custos de transporte caem abaixo de US$ 100.000 por quilo, devido a economias de escala e reutilização de foguetes, os blocos de pouso à base de polímero se tornam um método mais competitivo para construir a parte externa do bloco de pouso do que a sinterização e pavimentação.

Cada um dos métodos tem compensações, como custos de energia e construção, que devem ser considerados, diz Metzger.

"Os números nos mostraram que a sinterização é realmente o melhor método porque requer alguma energia, mas o custo da energia é menor do que o custo da construção e do transporte de consumíveis para a lua", diz Metzger.

Erik Franks, fundador e CEO da Cislune, diz que a construção de superfície na Lua e em Marte é muito diferente da construção na Terra.

"Concreto e aço são usados ​​extensivamente na Terra e surgiram de milênios de desenvolvimento e expansão da indústria baseada em água, carvão e ar abundantes", diz ele. "Em outros planetas, não temos combustíveis fósseis, e o ar e a água são mais valiosos que o ouro. Serão necessários processos diferentes, e a UCF e a Cislune estão trabalhando juntas para resolver esses problemas com soluções inovadoras, como sinterização por micro-ondas e beneficiamento do solo. "