Investigadores de la UCF crean ladrillos de regolito lunar que podrían usarse para construir el campamento base de Artemisa

Oct 06, 2023

Como parte del programa Artemis de la NASA para establecer una presencia a largo plazo en la luna, tiene como objetivo construir un campamento base Artemis que incluya una cabina lunar moderna, un rover y una casa móvil. Este hábitat fijo podría construirse potencialmente con ladrillos hechos de regolito lunar y agua salada, gracias a un descubrimiento reciente de un equipo de investigadores de la UCF.

El profesor asociado Ranajay Ghosh del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF y su grupo de investigación descubrieron que los ladrillos de regolito lunar impresos en 3D pueden resistir los entornos extremos del espacio y son un buen candidato para proyectos de construcción cósmica. El regolito lunar es el polvo, las rocas y los materiales sueltos que cubren la superficie de la luna.

Los resultados de sus experimentos se detallan en una edición reciente de Ceramics International y también se presentaron en la revista New Scientist antes de su publicación.

"Siempre es un honor poder publicar nuestro trabajo en una revista prestigiosa como Ceramics International, y estamos encantados de que New Scientist haya elegido nuestra investigación para publicarla en su revista", dice Ghosh. "Teniendo en cuenta el lugar especial de la UCF como universidad de subvenciones espaciales, nos sentimos privilegiados de contribuir a la gran tradición del conocimiento científico".

Para crear los ladrillos, el equipo de Ghosh en el Laboratorio de Estructuras Complejas y Mecánica de Sólidos (COSMOS) utilizó una combinación de impresión 3D y tecnología de chorro de aglutinante (BJT), un método de fabricación aditiva que expulsa un agente aglutinante líquido sobre un lecho de polvo. En los experimentos de Ghosh, el agente aglutinante era agua salada y el polvo era regolito fabricado por Exolith Lab de la UCF.

"BJT es especialmente adecuado para materiales similares a la cerámica que son difíciles de fundir con un láser", dice Ghosh. "Por lo tanto, tiene un gran potencial para la fabricación extraterrestre basada en regolito de manera sostenible para producir piezas, componentes y estructuras de construcción".

El proceso BJT resultó en ladrillos cilíndricos débiles llamados partes verdes que luego se hornearon a altas temperaturas para producir una estructura más fuerte. Los ladrillos horneados a temperaturas más bajas se desmoronaron, pero los expuestos a un calor de hasta 1200 grados centígrados pudieron soportar una presión de hasta 250 millones de veces la atmósfera terrestre.

Ghosh dice que el trabajo allana el camino para el uso de BJT en la construcción de materiales y estructuras en el espacio. Sus hallazgos también demuestran que se pueden construir estructuras fuera del mundo utilizando recursos que se encuentran en el espacio, lo que puede reducir drásticamente la necesidad de transportar materiales de construcción para misiones como Artemis.

"Esta investigación contribuye al debate en curso en la comunidad de exploración espacial sobre cómo encontrar el equilibrio entre la utilización de recursos extraterrestres in situ frente al material transportado desde la Tierra", dice Ghosh. "Cuanto más desarrollemos técnicas que utilicen la abundancia de regolito, más capacidad tendremos para establecer y expandir campamentos base en la Luna, Marte y otros planetas en el futuro".

El primer autor del artículo es Peter Warren, asistente de investigación graduado de Ghosh. Los coautores incluyen a la candidata a doctorado en ingeniería mecánica Nandhini Raju, exalumna de ingeniería mecánicaHossein Ebrahimi '21 Doctorado, el estudiante de doctorado en ingeniería mecánica Milos Krsmanovic y los profesores de ingeniería aeroespacial Seetha Raghavan y Jayanta Kapat.

Título del estudio: Efecto de la temperatura de sinterización en la microestructura y las propiedades mecánicas del regolito marciano y lunar moldeado

Ghosh se unió a la UCF en 2016 como profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial y es investigador en el Centro de Investigación Energética y Turbomaquinaria Avanzada de MAE. Dirige el Laboratorio de Estructuras Complejas y Mecánica de Sólidos, más conocido como Laboratorio COSMOS, donde él y su equipo fabrican y diseñan materiales novedosos con la ayuda de modelos y experimentos informáticos. Obtuvo su doctorado en ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad de Cornell en 2010 y recibió el premio CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.