Les chercheurs de l’étude de validation de principe allemande montrent que l’énergie solaire pourrait être exploitée pour transformer la poussière lunaire en revêtement pour les aires d’atterrissage et les routes.
Les ingénieurs ont mené des expériences en utilisant un substitut au régolithe et de puissants lasers au dioxyde de carbone pour faire fondre le composé en une forme plus solide capable de supporter des structures.
Dans un document publié aujourd’hui dans Nature Scientific Reports, les auteurs ont donné une description détaillée du concept. “Les prochaines étapes pour l’expansion de la présence humaine dans le système solaire seront franchies sur la Lune. Cependant, en raison de la faible gravité lunaire, la poussière en suspension générée lorsque les rovers lunaires se déplacent sur le sol lunaire constitue un risque important pour les missions lunaires. car cela peut affecter les systèmes des véhicules d’exploration. Une solution pour atténuer ce problème est la construction de routes et de pistes d’atterrissage sur la Lune.
Les chercheurs soulignent ensuite que pour maintenir l’habitabilité de la Lune, nous pouvons supposer qu’il pourrait être difficile d’apporter des matériaux de construction routière depuis la Terre. Les ingénieurs doivent donc utiliser ce qu’ils trouvent autour d’eux, ce qu’on appelle sur site techniques d’utilisation des ressources (ISRU).
L’équipe dirigée par Juan-Carlos Ginés-Palomares, Miranda Fateri – tous deux chercheurs de l’université allemande d’Aalen – et Jens Günster de l’Institut fédéral de recherche et d’essai des matériaux de Berlin a proposé que la lumière solaire puisse être focalisée en faisceaux de haute énergie à la surface de la lune.
Pour simuler le processus, les ingénieurs ont utilisé un laser au dioxyde de carbone pour montrer comment un substitut terrestre à la poussière lunaire pouvait être fondu en une substance solide. Après avoir expérimenté des puissances laser allant jusqu’à 12 kilowatts et un diamètre de 100 mm (3,93 pouces), ils ont découvert que le croisement ou le chevauchement du trajet du faisceau laser entraînait des fissures. Ils ont adopté une approche utilisant un faisceau laser de 45 mm (1,77 pouce) de diamètre pour produire des formes triangulaires d’environ 250 mm (9,84 pouces).
“À la fin de l’étude, de grands échantillons (environ 250 × 250 mm) dotés de capacités d’emboîtement ont été fabriqués en faisant fondre le simulant lunaire avec le laser directement sur le lit de poudre”, indique le journal.
Emmener le processus vers la Lune pourrait utiliser une lentille de Fresnel – une lentille composite, plate ou compacte – d’environ 2,37 m.2 pour produire l’effet recherché.
Les chercheurs ont conclu : « De vastes zones de sol lunaire peuvent être recouvertes de ces échantillons et servir de routes et d’aires d’atterrissage, réduisant ainsi la propagation de la poussière lunaire. Ces échantillons manufacturés ont été analysés en fonction de leur composition minéralogique, de leur structure interne et de leurs propriétés mécaniques. »
Toutefois, l’étude reconnaît que davantage de travail sera nécessaire pour affiner le processus avant de le mettre en pratique.
L’agence spatiale américaine NASA envisage de retourner sur la Lune et d’y construire une base permanente. Il prévoit d’employer des robots, de « mener plus de recherches que jamais auparavant » et d’explorer les perspectives de l’exploitation minière. Des plans ont été inclus dans le budget 2020 qui suggèrent qu’Artemis viserait une base lunaire d’ici 2028, bien que plus de rapports disons que ce pourrait être 2030.
Le sol de la Lune ou de Mars est appelé régolithe. Les chercheurs ont un certain nombre de suggestions sur la manière dont il pourrait être utilisé comme matériau de structure. Plus tôt cette année, une équipe de L’Université de Manchester a montré comment la fécule de pomme de terre peut être utilisé pour créer un matériau semblable au béton qu’ils ont choisi d’appeler “StarCrete”. ®
