Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
In een wetenschappelijk artikel beschrijven onderzoekers een manier om wegen van maanzand te maken door het met lasers te smelten.
Op het maanoppervlak ligt stof dat opwaait als er een maanrover doorheen rijdt. Door de lage zwaartekracht blijft dat vervolgens rondzweven waardoor het de apparatuur kan beschadigen. Infrastructuur, zoals wegen en landingsplatforms zouden dit soort stofproblemen kunnen beperken. Maar de kosten voor het vervoeren van bouwmaterialen naar de maan zijn gigantisch. Het is dus belangrijk om materiaal te gebruiken dat daar al aanwezig is. Wetenschappers van Aalen University (Duitsland) hebben daar nu een plan voor bedacht. En dat beschrijven ze in het wetenschappelijke tijdschrift Scientific Reports.
Lees ook:
Eerst op aarde
Het plan, dat onderdeel is van ESA’s PAVER-project, is om maanzand (regoliet) te laten smelten. Want, zo veronderstelden de wetenschappers, als het materiaal daarna weer stolt, ontstaan er een soort bakstenen waarmee een weg te bouwen is. Om het maangruis te laten smelten, willen ze zonnestralen bundelen met lenzen en spiegels – vergelijkbaar met hoe je een blaadje in de brand kunt steken met een vergrootglas.
Een interessant idee, maar om het gelijk op de maan te testen, is een beetje duur. Daarom deden ze de proof-of-concept-experimenten op aarde. Omdat maanstof schaars is op aarde, gebruikten ze het korrelige materiaal EAC-1A, dat is ontwikkeld door de Europese ruimtevaartorganisatie als alternatief voor maanzand.
Nog een probleem van onderzoek op aarde: de zonkracht is hier compleet anders dan op de maan. Daarom gebruikten de wetenschappers een koolstofdioxidelaser om de zonnestralen zo goed mogelijk na te bootsen.
Scheuren
Tijdens de experimenten liepen ze tegen een probleem aan: er ontstonden nogal eens flinke barsten als het materiaal stolde. Als de laser te snel bewoog, stolde het gesmolten materiaal te snel en vormde het scheuren. Ook als de laser een pad liet smelten, en vervolgens ernaast nog een baan maakte, ontstonden er in het eerste pad barsten vanwege het temperatuurverschil (zie de afbeelding hieronder).
Om scheuren te verminderen ontworpen de onderzoekers een patroon waarin de laserpaden elkaar zo min mogelijk overlapte. De laser maakte steeds holle driehoeken met een grootte van ongeveer 22 centimeter (zie de afbeelding hieronder). En die konden na afloop in elkaar worden geschoven om een stevige ondergrond te creëren die op het maanoppervlak gelegd kan worden en kan dienen als weg of landingsplatform. Hoewel er op deze manier nog steeds scheurtjes ontstonden, waren dat er in ieder geval een stuk minder.
Nog niet klaar voor gebruik
Maar er is nog een probleem: de bovenste laag van de stenen heeft een glasachtige structuur. Dat is niet ideaal om overheen te rijden, omdat wielen daar weinig grip op hebben. Bovendien zou het gemakkelijk kunnen barsten als er een raket op landt. De eigenschappen van dit materiaal moeten daarom eerst goed onderzocht worden, schrijven de wetenschappers.
Maar als het geschikt blijkt voor de wegen van een permanente maanbasis, dan is het vrij eenvoudig om dit materiaal op de maan te maken. De auteurs berekenden dat er een lens van ongeveer 2,37 vierkante meter nodig is om de zonnestralen te bundelen. En dat is volgens hen prima te transporteren met een raket.
Bronnen: Scientific Reports, Scientific Reports via EurekAlert!
Openingsbeeld: Liquifer Systems Group