ستساعد المواد الجديدة في إذابة التربة القمرية وبناء القواعد على القمر

سوف تتطلب البعثات المستقبلية إلى القمر من المهندسين تطوير القدرة على العيش على الموارد المحلية. لتجنب حمل أطنان من البضائع من الأرض، يبحث الباحثون عن طرق لصهر الصخور القمرية لاستخراج المعادن اللازمة لبناء البنية التحتية والأكسجين للوقود وأنظمة دعم الحياة. لكن الثرى المنصهر، الذي يذكرنا بالحمم البركانية، له نشاط تآكل هائل. إنه يؤدي على الفور إلى تآكل معظم المواد المعروفة المقاومة للحريق والحرارة. وظل هذا هو العائق الرئيسي أمام المصممين لفترة طويلة. جاء حل المشكلة بشكل غير متوقع. العالم كيفن يو ومهندس المواد جيمس ستوكس من بحثهو – هي مركزأ جلينا (ناسا) قام باكتشاف عرضي يمكن أن يحدث ثورة في علم المعادن في الفضاء.

اكتشاف بالصدفة في فرن ساخن

تجربة مع إيميتانشوئها غبار القمر خلطه العلماءيكون مع أكسيد سكانديوم وتعرض للمعالجة الحرارية في فرن فراغ. ونتيجة لذلك، حصلوا على مادة جديدة تماما. وأظهر فحص قاعدة بيانات حيود الأشعة السينية التي تحتوي على أكثر من مليون مركب معروف أن المادة الناتجة فريدة من نوعها ولم يدرسها العلم من قبل.

وتبين أن تقنية إنتاج المادة الجديدة واضحة. الخليط الأولي المكون من ثمانية مكونات أساسية من الأكسيد والكحول الإيثيلي له لون وردي فاتح يشبه حليب الفراولة. أثناء الخبز في درجات حرارة أعلى من 1600 درجة مئوية، يتغير لون المسحوق إلى اللون البيج الفاتح. يتيح لك مؤشر الألوان المدمج هذا مراقبة ما إذا كان التفاعل الكيميائي يحدث بشكل صحيح أم لا.

أرخص من البلاتين وأكثر فعالية من نظائره

وأظهرت الاختبارات أن المادة الجديدة تقاوم بنجاح التأثيرات العدوانية للتربة القمرية المنصهرة وتتحمل درجات الحرارة القصوى. تقليديا، تستخدم هذه العمليات ذات درجات الحرارة العالية معادن ثمينة مثل البلاتين. وعلى الرغم من أن المادة الجديدة تحتوي على أكسيد سكانديوم باهظ الثمن، إلا أن إنتاجها أرخص بكثير.

وفي المهمات القمرية، يخططون لاستخدام المادة لإنشاء خطوط أنابيب وخزانات يذوب فيها الثرى. على الأرض، خصائصه الفريدة – كثافته المنخفضة، وخفة وزنه، وعزله الحراري الممتاز – تجعله مرشحًا مثاليًا للطلاءات الواقية على أجزاء المحرك النفاث. وفي المستقبل القريب، يخطط المؤلفون لتحسين التكنولوجيا لزيادة نقاء المادة وتقليل تكلفتها.