Vienas iš Artemis programos tikslų yra ilgalaikių tyrimų bazių Mėnulyje įkūrimas; panašius planus skelbia ir Kinija. Statybai reikės panaudoti vietinius išteklius, nes transportuoti reikalingas medžiagas iš Žemės būtų pernelyg brangu ir sudėtinga.
 Asociatyvi „Pixabay“ nuotr. |
|---|
Kyla ir kitokių iššūkių: reikia atsižvelgti į žemą gravitaciją, temperatūrų svyravimus, mikrometeoritų smūgius ir kosminę spinduliuotę. Be to, svarbu užtikrinti hermetiškumą, kad viduje būtų palaikomas mums įprastas atmosferos slėgis. Naujame darbe mokslininkai išnagrinėjo, kaip šiuos iššūkius būtų galima įveikti, statant bazę kaip kupolą virš kraterio. Analizei jie pasirinko 17 metrų skersmens, 6 metrų gylio kraterį Ramybės jūros regione netoli „Apollo 11“ nusileidimo vietos, nes šio regiono uolienų sudėtis gerai žinoma. Paėmę dirbtinio regolito – Mėnulio paviršiaus dulkių – mėginius, atitinkančius aplinkinių aukštumų uolienas, tyrėjai sumaišė jį su natrio hidroksido ir natrio silikato tirpalais. Gautą mišinį kietino vakuume 60°C temperatūroje 28 dienas, imituojant Mėnulio sąlygas. Taip gautas polimeras, susidedantis daugiausiai iš silikono grandžių.
Tyrėjai nustatė, kad medžiaga atlaiko devynių megapaskalių – 90 atmosferų – slėgį gniuždoma ir 55 atmosferas tempiama. Tai palyginama su betono charakteristikomis. Naudodami skaitmeninius modelius, jie išnagrinėjo penkias skirtingas kraterio gaubto formas: įgaubtas, kurios nuo kraštų iki centro pažemėja 0,5 arba 1 metrą, plokščias ir išgaubtas, 0,5 arba 1 metrą pakylančias. Visas konstrukcijas jie modeliavo 0,5 m storio ir tikrino 0,1-1 atmosferos vidinio slėgio poveikį.
Paaiškėjo, kad metrą nusileidžiantis dubuo yra tinkamiausia forma Žemės atmosferos slėgiui atlaikyti. Tokiu atveju medžiagą veikia gniuždymo, o ne tempimo jėgos, kurioms ji atsparesnė. Tuo tarpu išgaubtos formos neatlaikytų aukšto slėgio iš vidaus.
Tyrėjai taip pat pabrėžia, kad ant įgaubto kupolo galima būtų supilti ir storesnį regolito sluoksnį, kuris ne tik subalansuotų vidinio slėgio poveikį, bet ir apsaugotų nuo spinduliuotės bei mikrometeoritų. Šis sprendimas leistų Mėnulio kolonizavimui panaudoti daugybę Mėnulio paviršiuje esančių mažų kraterių, kurie yra gerokai prieinamesni nei kita dažnai minima aplinka – lavos tuneliai.
