Новая информация о воздействии льда на лунный реголит открывает новые горизонты для разработки лунной инфраструктуры и устройств для забора грунта.
Специалисты лаборатории геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН провели анализ механических свойств замерзшего лунного реголита с различным содержанием водяного льда. В качестве модели использовался образец аналогичного материала VI-75.
Установлено, что даже небольшое количество влаги существенно влияет на поведение грунта при низких температурах. Результаты экспериментов показали значительное увеличение прочности грунта с растущей концентрацией льда, вплоть до десятков раз, что позволяет сопоставлять его по характеристикам с плотными горными породами.
Особое внимание было уделено исследованию поведения реголита в приближенных к полюсу регионах Луны, где планируется создание Международной научной лунной станции и проведение исследовательских миссий. Ожидается, что именно там реголит может содержать до нескольких процентов замерзшей воды и других летучих соединений. Это важно учитывать при проектировании техники и сооружений, предназначенных для забора образцов грунта и строительства инфраструктуры.
Залежи замороженной воды рассматриваются как ключевой ресурс для будущих колоний и исследований Луны. Экспериментальные данные были получены на образце аналога реголита VI-75, созданного лабораторией ГЕОХИ РАН и зарекомендовавшего себя как эффективный заменитель настоящего лунного грунта благодаря схожим физическим и механическим характеристикам.
Наличие водного льда в составе грунта значительно влияет на его прочностные качества. Например, угол внутреннего трения образца VI-75 с влажностью 5% при низкой температуре возрастает с 27° до 67°, что практически в два раза, а показатель сцепления увеличивается с 13,5 кПа до 163,9 кПа, то есть почти на порядок величины. Увеличение содержания льда до 10% ведет к дальнейшему росту сцепления примерно втрое — до уровня 486,2 кПа.
«Мы хорошо знакомы с физическими свойствами сухого лунного грунта, но почти ничего не знаем о свойствах лунного грунта с содержанием льда в полярных областях Луны. Полученные экспериментальные данные необходимы для проектирования таких грунтозаборных устройств, как буровые установки и манипуляторы на посадочных аппаратах Луна-27 и луноходах, а также для планирования перспективного лунного строительства», — заключает заведующий лабораторией геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН кандидат геолого-минералогических наук Евгений Слюта.
Фото: hi-tech.mail.ru