О методе использования лунного реголита для 3D прототипирования обитаемых объектов на Луне

1.

О методе использования лунного реголита для 3Dпрототипирования обитаемых объектов на Луне
Автор: Сижажев Валерий Арсенович
Ученик 11 «Б» класса лицея для одаренных детей
ГБОУ «ДАТ « Солнечный город»
Научный руководитель: Масаев Мартин Батарбиевич,
кандидат физ.-мат. наук, старший преподаватель КБГУ, ведущий
инженер кафедры «Теоретическая и экспериментальная физика»,
пдо.

2.

Актуальность

3.

Цель и задачи
Цель
проекта

разработать
компьютерную
модель
строительного
3D-принтера
с
использованием пластифицированного нагревом реголита в качестве расходного строительного
материала для создания герметичных внеземных объектов.
Задачи проекта:
выполнить обзор литературы и обосновать актуальность темы;
определить лунный материал для возведения сооружений, обладающий необходимыми
параметрами, а также подобрать его земной аналог;
определить физико-химические свойства выбранного материала;
разработать лунный 3D-принтер и его техническую документацию;
создать компьютерную модель для визуализации процесса.

4.

Объект и предмет исследования
Объект исследования: возможность использования
пластифицированного нагревом реголита в качестве
расходного
строительного
прототипировании
материала
герметичных
для
3D-
внеземных
объектов.
Предмет исследования: разработка технологий
строительства герметичных обитаемых внеземных
станций
с
помощью
3D-прототипирования
использованием местных материалов.
с

5.

Строительный материал
Причина выбора реголита:
Распространенность на Луне;
Высокие теплоизолирующие
свойства (теплопроводность
реголита 0,002 Вт/мˑK);
Низкая теплоемкость (741
Дж/кгˑoC);
Прочностные свойства

6.

Эльбрусский дацит- аналог лунного реголита
Состав лунного реголита и его аналога
70,00%
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
10,00%
0,00%
SiO2
Луна-16 41,70%
Луна-20 44,40%
66,47%
Дацит
Al2O3
15,33%
22,90%
15,76%
TiO2
3,39%
0,56%
0,57%
Fe2O3
16,64%
7,03%
1,29%
MgO
8,78%
9,70%
2,15%
CaO
12,49%
15,20%
3,46%
Na2O
0,34%
0,55%
1,26%
K2O
0,10%
0,10%
5,41%
MnO
0,21%
0,12%
0,06%

7.

Проект 3D-принтера…
1
6 5
2
3
4
6
3
5
4
1. Нория.
2. Транспортерная
лента.
3. Печатающий узел.
4. Контейнер.
5. Горизонтальные
направляющие.
6. Воронка

8.

…для строительства лунных баз

9.

Заключение
Обзор литературы выявил круг научно-технических проблем, связанных с создание герметичных объемов для длительной
жизни и работы людей во внеземных условиях.
Выявлено, что для Луны перспективным материалом, по ряду свойств, может послужить реголит. Выполнено изучение
состава и свойств реголита при термической обработке. Невысокие значения теплоемкости и теплопроводности 7,41·102
Дж/кг·°C и 2·10–3 Вт/м·°C соответственно, позволяют с одной стороны при малых затратах энергии достичь температуры
пластификации, а с другой стороны, после остывания рассчитывать на высокую степень теплоизоляции. Пластификация
реголита наступает при 1000 °C, что позволяет реализовать метод горячего 3D-прототипирования для формирования с
последующим остыванием прочной герметичной оболочки заданной толщины.
Спонтанно выделяющиеся при нагреве реголита газы, включающие кислород и гелий-3, могут быть очищены, разделены и
использованы по назначению.
Выполнен оценочный расчет массы пластификата (15,6 кг), помещаемого в выходную фильеру (диаметр 0,18 м, длина 0,3
м) для равномерной подачи в точку позиционирования под собственным весом с учетом лунной гравитации.
Создана компьютерная модель для визуализации процесса.

10.

О методе использования лунного реголита для 3Dпрототипирования обитаемых объектов на Луне
Автор: Сижажев Валерий Арсенович
Ученик 11 «Б» класса лицея для одаренных детей
ГБОУ «ДАТ « Солнечный город»
Научный руководитель: Масаев Мартин Батарбиевич,
кандидат физ.-мат. наук, старший преподаватель КБГУ, ведущий
инженер кафедры «Теоретическая и экспериментальная физика»,
пдо.
English     Русский Правила