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如何在松软月表铺设坚固道路?科学家找到用雷射烧结灰尘的方法

2023年10月17日7:22 未解之谜网

    尽管没有风,月球表面仍因微重力环境悬浮着大量细粉尘,会堵塞机械构成重大危害。但未来某天,新技术或许能将月表风化层变成一条条平坦、干净的道路。

    月球没有空气、没有水,白天温度高达 250℃,但对希望建立月球基地的航太机构来说,最棘手挑战之一还包括黏性强的超细灰尘:它会腐蚀太空衣、堵塞机械、干扰科学仪器运作,且由于月球重力较低,这些尘埃一旦被溅起便会久久悬浮于空气中,先前就有不少任务受到月球细尘迫害,比如阿波罗 17 号月球车失去后侧挡泥板,导致月球车被捲起的灰尘覆盖、承受过热风险。

    为了克服风化层灰尘危害,最直接的解决方法就是在活动区域(包括道路、着陆点)上铺设路面,防止吹起灰尘。

    于是欧洲太空总署(ESA)推出 PAVER 计划,开发类似月球土壤的 EAC-1A 细粒材料,利用压力或热量将细小颗粒烧结成固体物质,研究以大束聚焦光熔化月表粉尘形成坚固物质的可行性;简单说就是月球上的铺路应用技术。

    研究人员以雷射光束将类月表材料烧成坚固物质。

    在尝试各种不同雷射强度以寻找生产道路的最佳热量后,研究人员以直径 4.5 厘米的二氧化碳雷射光束将 EAC-1A 材料加热至 1,600℃ 左右,使其熔化成玻璃状固体表面,缓慢但成功描绘出直径约 20 厘米的中空三角形几何形状,这代表类似技术可在月球烧出固体表面,充当一条条行走道路或着陆场域。

    团队预估,2 厘米厚的材料建造出 100 平方米的着陆场可能需 115 天时间,不过要在月球上重现此作法,需先从地球运送一个约 2.37 平方米的小透镜过去月球,代替雷射做为阳光聚光器。

    有了聚光透镜,就能在月表制造出约 250 公厘宽的坚固道路,同时减少灰尘量,避免磨损设备、堵塞精密机械。不过团队也表示透镜镜头需具备振动功能,以避免自身也被扬起的灰尘覆盖失去功用。

    新论文发表在《科学报告》(Scientific Reports)期刊。

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