Bagaimana para ilmuwan berencana membangun pangkalan di bulan?

Harapkan sumber utama peningkatan efisiensi pemanasan gelombang mikro.

NASAProgram Artemis NASA bertujuan untuk membangun pangkalan di bulan sebagai bagian dari inisiatif eksplorasi bulan berawak. Namun, ekspektasi publik terhadap pangkalan luar angkasa ini mungkin berbeda dengan ekspektasi yang digambarkan dalam film fiksi ilmiah populer. Membangun pangkalan di bulan membutuhkan berbagai macam bahan bangunan, yang memerlukan biaya transportasi yang signifikan. Bahan-bahan tersebut harus diluncurkan dari Bumi menggunakan roket.

Karena pengangkutan bahan bangunan dari Bumi ke Bulan mahal dan memakan waktu, bahan-bahan lokal harus dimanfaatkan untuk membuat pangkalan di bulan. Salah satu cara yang menjanjikan untuk membangun pangkalan bulan menggunakan bahan-bahan lokal adalah anil gelombang mikro, yang mengeraskan tanah (tanah) bulan di bawah titik lelehnya.

Penelitian aktif mengenai proses sintering tanah bulan menggunakan laser, energi matahari, dan gelombang mikro saat ini sedang dilakukan di seluruh dunia. Di antara teknologi-teknologi tersebut, sintering gelombang mikro pada tanah bulan merupakan teknologi terkemuka yang sedang dikembangkan oleh berbagai institusi, termasuk NASA dan Badan Antariksa Eropa (Badan Antariksa Eropa), dan Institut Teknik Sipil dan Teknologi Konstruksi Korea (KICT, Presiden Kim Byung-sook).

Penelitian sintering gelombang mikro

Sebuah tim peneliti (Dr. Gangwon, Lee, Dr. Young-jae, Kim, dan Dr. Hyun-woo, Jin) dipimpin oleh Dr. Hyo-sung, Shin di Departemen Penelitian Bangunan Masa Depan dan Cerdas di Institut Teknologi Korea saat ini sedang melakukan penelitian tentang batu bata yang meniru tanah bulan yang dibentuk dengan microwave. Penelitian ini menggunakan teknik sintering yang mirip dengan pembakaran keramik, menaikkan suhu untuk menghasilkan batu bata padat.

Batu bata yang terbuat dari bahan yang meniru regolith bulan memiliki kekuatan lebih dari 20 MPa, mirip dengan beton. Pemanasan gelombang mikro bergantung pada sifat dielektrik material, sehingga diperlukan studi mendetail tentang sifat dielektrik regolit bulan. Saat ini, belum ada cukup penelitian tentang bagaimana regolit bulan bereaksi terhadap pemanasan gelombang mikro pada suhu yang bervariasi.

Investigasi material bulan

Sebagai bagian dari penelitian sintering gelombang mikro, tim peneliti menyelidiki sifat dielektrik Korean Lunar Simulant (KLS-1) dan ilmenit (besi titanat) pada suhu berbeda. Ilmenit adalah mineral yang melimpah di bulan dan dikenal dapat meningkatkan efisiensi pemanasan gelombang mikro. Namun, studi rinci tentang sifat dielektrik ilmenit dan perilakunya selama pemanasan gelombang mikro belum dilakukan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa simulasi regolit bulan memiliki sifat transparansi gelombang mikro; Hal ini membuat pemanasan menjadi sulit. Namun, ilmenit (besi titanat) berinteraksi kuat dengan gelombang mikro karena struktur kristalnya yang unik, memungkinkan pemanasan cepat hingga suhu tinggi. Selain itu, analisis struktur kristal simulasi regolit bulan dan ilmenit berhasil mengungkap faktor utama yang berkontribusi terhadap peningkatan interaksi mineral dengan gelombang mikro.

Menggunakan sumber daya lokal, ilmenit, sebagai elemen pemanas dalam pembangunan pangkalan bulan menggunakan sintering gelombang mikro berarti produksi bahan bangunan yang efisien dan cepat. Dr. Young Jae Kim dari Institut Teknologi Korea menyatakan harapannya bahwa penelitian ini akan menjadi dasar penting untuk mengembangkan teknologi gelombang mikro untuk eksplorasi bulan di masa depan dan konstruksi pangkalan bulan.

Referensi: “Sifat dielektrik yang bergantung pada suhu dari simulasi bulan dan ilmenit Korea: potensi pemrosesan gelombang mikro bulan” oleh Youngjae Kim, Hyunwoo Jin, Jangjoin Lee, Byunghyun Ryu, dan Heo Sung Shin, 13 Mei 2024, Bahan bangunan dan konstruksi.
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.136599

Kajian ini dilakukan dalam kerangka program penelitian KICT (Proyek No. 20230081-001, Pengembangan simulator lingkungan dan teknik konstruksi tingkat lanjut di TRL6 dalam kondisi ekstrim; Proyek No. 20230144-001, Arsitektur Luar Angkasa: Pengembangan teknologi dasar untuk membangun habitat di Bulan) yang didanai oleh Kementerian Sains, Teknologi Informasi dan Komunikasi.