Une illustration de la future base de recherche sur Moon Surface Photo: gracieuseté de DSEL
Le Chine Direct a appris mardi du Deep Space Exploration Lab (DSEL) que les prototypes du système d'impression 3D du sol lunaire in situ et du système d'extraction thermique de glace d'eau lunaire, qui sont des dispositifs clés pour soutenir les futures installations de recherche à long terme du pays à la surface de la lune, ont fait de nouveaux progrès.
Surnommé le « fabricant de briques de sol lunaire », le système d'impression 3D de sol lunaire in situ fonctionne en utilisant l'énergie solaire concentrée pour faire fondre le sol lunaire à des températures élevées et former des briques, a déclaré Yang Honglun, membre de l'équipe de développement du DSEL, a déclaré au Chine Direct.
Plus précisément, un réflecteur parabolique du système concentre la lumière du soleil, qui est ensuite transmis via des faisceaux à fibre optique pour générer une énergie solaire environ 3 000 fois plus forte. Cette chaleur intense augmente la température du sol lunaire au-dessus de 1 300 C, ce qui lui permet de fondre et de former des briques, selon le laboratoire.
Une telle technologie d'impression 3D permet l'utilisation in situ des ressources lunaires et de l'énergie, éliminant la nécessité de transporter les matières premières de la Terre. En utilisant uniquement le sol lunaire et l'énergie solaire, il produit des briques avec une forte résistance et d'excellentes propriétés d'isolation thermique – consommées pour la construction de routes, de plates-formes d'équipement et de structures de station de recherche sur la lune. Essentiellement, il permet d'utiliser le sol lunaire pour construire des infrastructures sur la lune.
Yang a révélé qu'aux premiers stades du développement, le défi de base était de savoir comment atteindre une concentration fiable d'énergie solaire et une formation de sol lunaire dans les conditions environnementales extrêmes de la Lune.
Pour y remédier, l'équipe a systématiquement évalué plusieurs approches technologiques. « Par exemple, en termes de concentration solaire, nous avons évalué les lentilles de Fresnel, les lentilles à film mince et les concentrateurs réfléchissants », a-t-il déclaré.
Pour la formation du sol lunaire, l'équipe a considéré le frittage en poudre, la fusion à haute température et la solidification à base de liant. Après une série d'expériences de validation, l'équipe a finalement sélectionné l'approche « Concentration réfléchissante – Fibre-Optic Energy Transmission Plus Powder Bed Fusion ». Cela nous a permis de surmonter la chaîne complète des défis de la capture d'énergie et de la transmission à l'impression et à la mise en forme, a-t-il déclaré.
Selon le laboratoire, le prototype a validé la technologie de formation et de fabrication du sol lunaire, montrant qu'elle peut répondre aux demandes de construction à grande échelle d'infrastructures lunaires telles que les routes de transport, les plates-formes d'équipement et les bâtiments. Cela fournit un soutien essentiel aux efforts d'exploration lunaire plus larges et soutenus.
Le prototype a également vérifié les technologies clés telles que la capture d'énergie lunaire, l'extraction des matériaux et la conversion, jetant une base technique solide pour l'utilisation future des ressources de l'espace profond et la construction de systèmes d'énergie lunaire, a révélé le laboratoire.
En plus du système d'impression 3D du sol lunaire in situ, le DSEL met également en œuvre des recherches technologiques complètes axées sur le développement et l'utilisation des ressources extraterrestres et a déjà réalisé plusieurs percées majeures, y compris le développement de la première période de la Chine.
On pense que les régions polaires lunaires contiennent de nombreuses ressources de glace d'eau. Cette glace n'est pas seulement une source vitale de soutien à la vie pour les futures stations de recherche Lunar International – fournissant de l'eau potable et de l'oxygène – mais peut également être électrolysée pour produire du carburant d'hydrogène et d'oxygène, fournissant de l'énergie pour les missions d'exploration de l'espace profond. Cela réduirait considérablement le coût et le risque de transporter les fournitures de la Terre.
Cependant, la surface lunaire est un environnement extrême, caractérisé par un vide élevé et des températures extrêmement basses, très différentes de la Terre. En tant que tel, l'extraction de l'eau utilisable du sol lunaire pose un défi technique majeur pour l'avenir.
Pour y aborder, DSEL, ainsi que le Harbin Institute of Technology et d'autres institutions, a développé un appareil capable d'extraire de l'eau du sol lunaire.
Le système peut surmonter des défis clés tels que la difficulté de fouiller le sol lunaire à haute résistance à la glace, la collecte de vapeur d'eau dans le vide et la réalisation d'une extraction efficace de la glace d'eau, selon DSEL.
Le système utilise plusieurs aiguilles de forage hélicoïdal élancées pour ennuyer directement dans un sol lunaire riche en glace, où la chaleur génère de la vapeur d'eau. La vapeur est dirigée par des canaux d'écoulement dans un condenseur à basse température, où il est solidifié en glace pour la collecte, a expliqué le laboratoire.
L'efficacité d'extraction de la glace d'eau du système et d'autres indicateurs de performance clés ont atteint des niveaux avancés internationaux, a déclaré le laboratoire.
