1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Космические исследования
  4. T. 61, № 4, 2023

Космические исследования, 2023, T. 61, № 4, стр. 311-321

Эксперимент “Лунный Принтер” по лазерному сплавлению лунного реголита в космическом проекте “Луна-Грунт”

Т. М. Томилина 1, А. А. Ким 1, *, Д. И. Лисов 2, А. М. Лысенко 1

1 Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН
Москва, Россия

2 Институт космических исследований РАН
Москва, Россия

* E-mail: kim@imash.ac.ru

Поступила в редакцию 30.11.2022
После доработки 05.12.2022
Принята к публикации 06.12.2022

Аннотация

В статье представлены результаты лабораторных исследований по применению новой технологии селективного лазерного сплавления для получения опытных изделий из лунного реголита без специальных добавок. Определены основные свойства природного реголита, которые существенно влияют на процесс сплавления. Получены первые образцы заданной геометрии из порошков лабрадорита и габбро-диабаза, которые являются естественными аналогами лунного реголита, по этой технологии. Результаты исследований планируется использовать при подготовке исходных данных для разработки космического прибора Лунный Принтер в составе комплекса научной аппаратуры перспективного лунного проекта “Луна-Грунт”.

Список литературы

  1. Митрофанов И.Г. Об освоении Луны. Русский космизм, лунная гонка и открытие “новой Луны” // Земля и Вселенная. 2019. № 1. С. 5–17. https://doi.org/10.7868/S0044394819010018

  2. Митрофанов И.Г., Зеленый Л.М. Об освоении Луны. Планы и ближайшие перспективы // Земля и Вселенная. 2019. № 4. С. 16–37. https://doi.org/10.7868/S0044394819040029

  3. Feldman W.C., Maurice S., Binder A.B. et al. Fluxes of fast and epithermal neutrons from Lunar Prospector: Evidence for water ice at the lunar poles // Science. 1998. V. 281. Iss. 5382. P. 1496–1500. https://doi.org/10.1126/science.281.5382.149

  4. Pieters C.M., Goswami J.N., Clark R.N. et al. Character and spatial distribution of OH/H2O on the surface of the Moon seen by M3 on Chandrayaan-1 // Science. 2009. V. 326 Iss. 5952. P. 568–572. https://doi.org/10.1126/science.1178658

  5. Mitrofanov I.G., Sanin A.B., Boynton W.V. et al. Hydrogen Mapping of the Lunar South Pole Using the LRO Neutron Detector Experiment LEND // Science. 2010. V. 330. Iss. 6003. P. 483–486. https://doi.org/10.1126/science.1185696

  6. Colaprete A., Schultz P., Heldmann J. et al. Detection of water in the LCROSS ejecta plume // Science. 2010. V. 330. Iss. 6003. P. 463–468. https://doi.org/10.1126/science.1186986

  7. Petro N.E., Pieters C.M. Surviving the heavy bombardment: Ancient material at the surface of South Pole–Aitken Basin // J. Geophys. Res. Atmos. 2004. V. 109. Art. ID. E06004. https://doi.org/10.1029/2003JE002182

  8. Cesaretti G., Dini E., Kestelier X.D. et al. Building components for an outpost on the Lunar soil by means of a novel 3D printing technology // Acta Astronaut. 2014. V. 93. P. 430–450. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2013.07.034

  9. Taylor S.L., Jakus A.E., Koube K.D. et al. Sintering of micro-trusses created by extrusion-3D-printing of lunar regolith inks// Acta Astronaut. 2018. V. 143. P. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.11.005

  10. Goulas A., Binner J.G.P., Engstrom D.S. et al. Mechanical behaviour of additively manufactured lunar regolith simulant components // Proc IMechE Part L: J Materials: Design and Applications. 2018. V. 233. Iss. 8. P. 1629–1644.https://doi.org/10.1177/1464420718777932

  11. Caprio L., Demir A.G., Previtali B. Determining the feasible conditions for processing lunar regolith simulant via laser powder bed fusion // Addit. Manuf. 2020. V. 32. Art. ID. 101029. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.101029

  12. Kornuta D., Abbud-Madrid A., Atkinson J. et al. Commercial lunar propellant architecture: A collaborative study of lunar propellant production// Reach. 2019. V. 13. Art. ID. 100026. https://doi.org/10.1016/j.reach.2019.100026

  13. Флоренский К.П. Лунный грунт: свойства и аналоги. М.: АН СССР. Ин-т геохимии и аналит. химии им. В.И. Вернадского, 1975.

  14. Carrier W.D., Olhoeft G.R., Mendell W. Physical properties of the lunar surface // Lunar sourcebook: A user’s guide to the Moon. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1991. P. 475–594.

  15. Taylor L.A., Pieters C.M., Britt D. Evaluations of Lunar Regolith Simulants// Planet. Space Sci. 2016. V. 126. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.pss.2016.04.005

  16. Slyuta E.N., Grishakina E.A., Makobchuk V.Y. et al. Lunar soil-analogue VI-75 for large-scale experiments // Acta Astronaut. 2021. V. 187. P. 447–457. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.06.047

  17. Grugel R.N. Sulfur “concrete” for lunar applications – Sublimation concerns // Adv. Space Res. 2008. V. 41. Iss. 1. P. 103–112. https://doi.org/10.1016/j.asr.2007.08.018

  18. Fateri M., Gebhardt A. Process Parameters Development of Selective Laser Melting of Lunar Regolith for On-Site Manufacturing Applications // Intern. J. Appl. Ceram. Technol. 2015. V. 12. Iss. 1. P. 46–52. https://doi.org/10.1111/ijac.12326

  19. Goulas A., Friel R.J. 3D printing with moondust // Rapid Prototyp. J. 2016. V. 22. Iss. 6. P. 864–870.

  20. Gerdes N., Fokken L.G., Linke S. et al. Selective Laser Melting for processing of regolith in support of a lunar base // J. Laser Appl. 2018. V. 30. Art. ID. 032018. https://doi.org/10.2351/1.5018576

  21. Farries K.W., Visintin P., Smith S.T. et al. Construction of lunar masonry habitats using laser-processed bricks // 71st Intern. Astronautical Congress (IAC) – The CyberSpace Edition. 2020. IAC-20-E5.1.1 x58693. 11 p.

  22. Balla V.K., Roberson L.B., O’Connor G.W. et al. First demonstration on direct laser fabrication of lunar regolith parts // Rapid Prototyp. J. V. 18. Iss. 6. P. 451–457. https://doi.org/10.1108/13552541211271992

  23. Goulas A., Binner J.G.P., Harris R.A. et al. Assessing extraterrestrial regolith material simulants for in-situ resource utilisation based 3D printing // Appl. Mater. Today. 2017. V. 6. P. 54–61. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2016.11.004

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Космические исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал