В МАИ создадут концентратор солнечной энергии для строительства лунных баз

Учёные Московского авиационного института приступили к созданию технологии по спеканию лунного грунта, как потенциального строительного материала для перспективных жилых модулей. Одна из сложностей освоения Луны — это ограниченная грузоподъёмность космических кораблей. В случае успеха маёвских исследований отпадёт необходимость везти тяжёлые строительные материалы с Земли. Блоки для создания долговременных обитаемых лунных станций можно будет напечатать по технологии подобной печати на 3D-принтере непосредственного из реголита на Луне.

— На спутнике Земли достаточно жёсткое, опасное для жизни радиоактивное излучение. Из-за этого на открытую поверхность можно совершать лишь кратковременные выходы. Большую часть времени людям придётся укрываться от радиации на базе. При этом сама станция будет создана из надувных конструкций и обнесена «саркофагом» с толщиной стен 1,2-1,5 метра, — рассказал руководитель проекта, заведующий кафедрой 601 «Космические системы и ракетостроение» МАИ Алексей Ненарокомов.

В отличие от земного 3D-принтера лунный будет работать за счёт солнечной энергии. При этом если для работы отдельных механизмов установки хватит солнечных батарей небольшой мощности, то для процесса плавления их будет недостаточно.

— Плавление очень энергоёмкий процесс, который потребует колоссальные мощности, целые поля солнечных батарей. Это очень непрактичный вариант. Во-первых, нужно везти огромные веса, а во-вторых, со временем батареи начнут деградировать. Наш концентратор солнечной энергии будет устроен по принципу аналогичному современным земным концентраторам солнечной энергии. В нём установят зеркало параболической формы диаметром 2,5 метра, по сути, линзу. Она сфокусирует солнечный луч, который и будет спекать лунный грунт. При этом мелкодисперсный грунт заранее загружают в установку. Далее начнётся послойное изготовление блоков для жилых модулей. При этом сам привод, изменяющий положение концентратора, работает на солнечных батареях, — отметил Алексей Ненарокомов.

На текущем этапе в МАИ завершают математическое моделирование работы лунного концентратора. В конце 2023 — начале 2024 года на базе института № 9 «Общеинженерная подготовка» МАИ планируется провести эксперименты на мощном промышленном 3D-принтере, пока что без концентратора.

— Это инновационная работа. В России таких экспериментов раньше не проводили. Чтобы проверить работу матмодели, мы расплавим имитатор лунного грунта — порошок, похожий по составу на реголит. Мы узнаем теплопроводность и теплоёмкость этого имитатора и подберём правильные режимы плавления для 3D-принтера с концентратором, — сказал Ненарокомов.

Прототип установки сейчас изготавливается. Его планируют собрать к концу 2024 года.