UCF 연구원, 아르테미스 베이스 캠프 건설에 사용할 수 있는 달 레골리스 벽돌 제작

Oct 06, 2023

달에 장기간 거주할 수 있도록 하기 위한 NASA의 아르테미스 프로그램의 일환으로 현대적인 달 오두막, 탐사선 및 이동식 주택을 포함하는 아르테미스 베이스 캠프를 건설하는 것을 목표로 합니다. UCF 연구진의 최근 발견 덕분에 이 고정 서식지는 달 표토와 바닷물로 만든 벽돌로 건설될 가능성이 있습니다.

UCF 기계항공우주공학과 부교수 Ranajay Ghosh와 그의 연구 그룹은 3D 프린팅된 달 표토 벽돌이 우주의 극한 환경을 견딜 수 있으며 우주 건설 프로젝트에 적합한 후보라는 사실을 발견했습니다. 달 표토는 달 표면을 덮고 있는 느슨한 먼지, 암석 및 물질입니다.

그들의 실험 결과는 Ceramics International 최신호에 자세히 설명되어 있으며 출판되기 전에 New Scientist 잡지에도 소개되었습니다.

Ghosh는 "Ceramics International과 같은 권위 있는 저널에 우리 연구 결과를 게재할 수 있다는 것은 항상 영광스러운 일이며, New Scientist가 우리 연구를 선택하여 잡지에 게재하게 된 것을 매우 기쁘게 생각합니다"라고 말했습니다. "우주 보조금 대학으로서의 UCF의 특별한 위치를 고려할 때, 우리는 과학 지식의 위대한 전통에 기여할 수 있는 특권을 느낍니다."

벽돌을 만들기 위해 COSMOS(Complex Structures and Mechanics of Solids) 연구소의 Ghosh 팀은 3D 프린팅과 바인더 제트 기술(BJT)을 결합하여 액체 결합제를 분말층에 밀어내는 적층 제조 방법을 사용했습니다. 고쉬의 실험에서 결합제는 바닷물이었고, 분말은 UCF의 엑솔리스 연구소에서 만든 레골리스였다.

"BJT는 레이저로 녹이기 어려운 세라믹과 같은 재료에 독특하게 적합합니다"라고 Ghosh는 말합니다. "따라서 부품, 부품 및 건축 구조물을 생산하는 지속 가능한 방식으로 표토 기반 외계 제조에 대한 큰 잠재력을 가지고 있습니다."

BJT 공정을 통해 녹색 부품이라고 불리는 약한 원통형 벽돌을 만든 다음 이를 고온에서 구워 더 강한 구조를 만들었습니다. 낮은 온도에서 구운 벽돌은 부서지지만 섭씨 1200도의 열에 노출된 벽돌은 지구 대기의 2억 5천만 배에 달하는 압력을 견딜 수 있었습니다.

Ghosh는 이번 연구가 우주 공간의 재료와 구조물 건설에 BJT를 사용할 수 있는 길을 열었다고 말했습니다. 그들의 연구 결과는 또한 우주에서 발견된 자원을 사용하여 외계 구조물을 건설할 수 있으며, 이는 아르테미스와 같은 임무를 위해 건축 자재를 운반할 필요성을 대폭 줄일 수 있음을 보여줍니다.

"이 연구는 현장 외계 자원 활용과 지구에서 수송된 물질 사이의 균형을 찾는 것에 대한 우주 탐사 커뮤니티의 지속적인 논쟁에 기여합니다."라고 Ghosh는 말합니다. "풍부한 표토를 활용하는 기술을 더욱 개발할수록 앞으로 달, 화성, 기타 행성에 베이스캠프를 건설하고 확장하는 데 더 많은 역량을 갖추게 될 것입니다."

논문의 첫 번째 저자는 Ghosh의 대학원 연구 조교인 Peter Warren입니다. 공동저자에는 기계공학 박사과정생인 Nandhini Raju, 기계공학 동문이 포함됩니다.호세인 에브라히미 '21PhD, 기계 공학 박사 과정 학생 Milos Krsmanovic, 항공 우주 공학 교수 Seetha Raghavan 및 Jayanta Kapat.

연구 제목: 성형된 화성 및 달 표토의 미세 구조 및 기계적 특성에 대한 소결 온도의 영향

Ghosh는 2016년 기계항공우주공학과 조교수로 UCF에 합류했으며, MAE 첨단 터보기계 및 에너지 연구 센터의 연구원입니다. 그는 COSMOS 연구소로 더 잘 알려진 고체의 복합 구조 및 역학 연구소를 관리하고 있으며, 그곳에서 그와 그의 팀은 컴퓨터 모델과 실험의 도움을 받아 새로운 재료를 제작하고 설계합니다. 그는 2010년에 코넬 대학교에서 기계 및 항공우주 공학 박사 학위를 취득했으며 미국 국립 과학 재단 CAREER Award를 수상했습니다.