Att bygga en månbas skulle vara ett av de nästa logiska stegen i vår utforskning av solsystemet, men en framtida besättnings överlevnad beror på tillgång till en pålitlig energikälla. En ESA Discovery &Preparation-studie undersökte hur månens regolit—dammet, jord och sten på månens yta – skulle kunna användas för att lagra värme och ge elektricitet till framtida astronauter, rovers och landare.

Människor skulle ha små svårigheter att nå månens yta med dagens teknik, men det är dyrt – ibland till och med omöjligt – att ta med oss ​​allt material vi skulle behöva, speciellt om vi vill stanna mer än ett par dagar. För hållbara, långsiktig utforskning, vi bör istället se till lokala resurser som finns på destinationen. Som en del av denna strävan, Discovery &Preparation stödde nyligen flygexperterna Azimut Space (tidigare Sonaca Space) för att undersöka om det skulle vara möjligt att skapa "värmelagrande tegelstenar" av månregolit.

I rymden, energi kommer vanligtvis via solpaneler som ger nästan omedelbar elektricitet när solen skiner på dem. Men månens invånare kunde förvänta sig att tillbringa upp till 16 dagar i mörker under månnatten. Att hitta en hållbar energilösning som samlar in solljus under de långa måndagarna och lagrar det för användning på natten är viktigt för att göra möjligheten till långsiktig månbebyggelse till verklighet.

Regolith-tegel erbjuder ett sätt att lagra solenergi under dagen så att elektricitet kan produceras på natten; detta skulle vara avgörande för alla människor som lever och arbetar på månen. Den lagrade värmen kan också släppas ut direkt för att hålla robotutrustning varm nog att fungera under de långa timmarna av mörker.

"Apollo-astronauter tog tillbaka små mängder månsten, som tillåter oss att skapa mycket liknande "falska" månregolit här på jorden, " förklarar Aidan Cowley från ESA:s Human Spaceflight and Robotic Exploration Directorate, som övervakade projektet. "I den här studien, vi använde jordsten med jämförbara egenskaper som månsten, krossas till ett pulver tills partiklarna matchade storleken på de i månregoliten."

Efter att ha gjort detta pulver till en tegelsten, teamet pumpade energi i sin imiterade månregolit för att se hur väl den kunde lagra värme. De kopplade också den till en värmemotor för att skapa elektricitet med hjälp av energin som lagras inuti den.

"All månbaserad teknologi skulle möta otroligt tuffa förhållanden - långa nätter, temperaturer från -173°C till 127°C och extremt låga tryck, " förklarar projektledaren Luca Celotti från Azimut Space. "Vi efterliknade dessa förhållanden så gott vi kunde för att skapa en "månliknande" miljö för vår tegelsten."

"Att använda månregolit för att lagra värme på månen skulle ge oss ett överflöd av lättillgängligt material vilket innebär att rymdresenärer inte skulle behöva ta mycket från jorden. Så småningom, Detta kommer att göra det möjligt för fler ambitiösa rymduppdrag att genomföras."

Eftersom imitationsregoliten fungerade bra, Teamet skulle sedan vilja göra processen mer effektiv och skala upp den för att ytterligare undersöka om regolith-tegelstenar skulle kunna producera den energi som skulle krävas.

"Detta är bara det första steget mot att skapa en innovativ och hållbar metod för värmelagring och elproduktion som kan göra det möjligt för oss att landa på månen, avslutar Luca.

Att använda lokala material hjälper oss att gå in i hållbara, permanent utforskning, ger upphov till billigare, säkrare och enklare tillgång till rymden. Och månregolit skulle inte bara vara användbart för värmelagring och elproduktion. Detta material – rikligt på månen – kan också användas för att bygga framtida livsmiljöer, som en källa till syre eller mineraler, och till och med att göra vardagliga föremål som verktyg.

• 
•