El reciente descubrimiento de recursos energéticos en la Luna, como el hielo de agua, ha reenfocado el interés en su potencial como centro sostenible para la exploración espacial. La NASA también ha anunciado la misión Artemis, con el objetivo de establecer una presencia humana a largo plazo en la superficie lunar. Sin embargo, la expansión de la infraestructura, como la construcción de bases lunares, juega un papel vital.
Sin embargo, el transporte de materiales de construcción desde la Tierra a la superficie lunar a través de módulos de aterrizaje conlleva un coste significativo de 1,2 millones de dólares por kilogramo. El peso se traduce directamente en coste, lo que hace que el transporte de materiales de construcción desde la Tierra a la Luna sea casi imposible.
Para resolver este problema, el Instituto Coreano de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción (KICT, presidente Kim, Byung-Suk), ha desarrollado tecnología para producir materiales de construcción utilizando recursos in situ de la Luna.
El recurso in situ más disponible en la Luna es el regolito lunar, que es el suelo superficial de la Luna. Utilizar el regolito lunar puede conducir a ahorros de costes. Compuesto por partículas finas, el regolito lunar puede sinterizarse mediante calor. Sin embargo, en entornos espaciales, las consideraciones de eficiencia energética son cruciales para aplicar calor. Y las microondas son particularmente ventajosas en términos de eficiencia energética.
El equipo de investigación (Dr. Jangguen, Lee, Dr. Young-Jae, Kim, Dr. Hyunwoo, Jin) dirigido por el Dr. Hyu-Soung, Shin en la División de Investigación de Construcción Futura e Inteligente del KICT, utilizó la sinterización por microondas para producir bloques a partir de un simulante de regolito lunar calentándolo y compactándolo.
Al utilizar microondas para calentar el regolito lunar, pueden formarse puntos calientes y fríos localizados. Estos puntos conducen a una fuga térmica localizada, lo que dificulta el calentamiento y la sinterización uniformes. Para abordar esto, se estableció un programa de calentamiento por pasos con una temperatura y un tiempo de permanencia específicos. Además, el regolito lunar contiene sustancias volátiles, incluida el agua. El calentamiento de estos materiales volátiles puede provocar grietas internas durante la sinterización. El equipo de investigación mitigó la formación de grietas utilizando un simulante de regolito lunar precalentado en condiciones de vacío a 250 °C.
Para evaluar la integridad de los bloques sinterizados destinados a materiales de construcción, se perforaron los bloques producidos en ubicaciones específicas. La densidad media, la porosidad y la resistencia a la compresión de las muestras perforadas fueron de aproximadamente 2,11 g/cm³, 29,23 % y 13,66 MPa, respectivamente. Las desviaciones estándar correspondientes fueron 0,03, 1,01 y 1,76, lo que confirma la homogeneidad de los bloques sinterizados.
El KICT ha asegurado la tecnología para producir materiales de construcción utilizando regolito lunar. El plan es validar esta tecnología en entornos espaciales. Al verificarlo en condiciones espaciales, podemos abordar mejor la creciente demanda de tecnología de construcción espacial.
El Dr. Shin dijo: “Muchos estudios previos de construcción espacial relacionados con la tecnología de sinterización por microondas han dado como resultado cuerpos sinterizados pequeños o heterogéneos”. Además, expresó planes para utilizar esta tecnología en el futuro para diversas necesidades de construcción de infraestructura en la superficie lunar.
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El Instituto Coreano de Ingeniería Civil y Tecnología de la Construcción, un instituto de investigación con financiación pública con 41 años de amplia experiencia en investigación, está a la vanguardia de la resolución de problemas nacionales que están directamente relacionados con la calidad de vida de las personas.
La investigación para este trabajo se llevó a cabo en el marco del Programa de Investigación del KICT (números de proyecto 20230081-001 y 20240184-001, Desarrollo de un simulador ambiental y tecnologías de construcción avanzadas en TRL6 en condiciones extremas) financiado por el Ministerio de Ciencia y TIC. Un artículo que explica los resultados de esta investigación se publicó en el último número de Journal of Building Engineering, una reconocida revista internacional en el campo de la ingeniería civil (IF: 6,4).
Revista
Journal of Building Engineering
Título del artículo
Proceso de fabricación optimizado de bloques homogéneos sinterizados por microondas de simulante de regolito lunar KLS-1
Fecha de publicación del artículo
1 de julio de 2024
