月は埃っぽい場所であり、少しでもきれいにするために、ESAは高エネルギーレーザーと模擬月土を使った実験を行っており、焼結した月の破片が将来の月の前哨基地の道路や着陸地点を舗装し、有害な塵の侵入を防ぐ可能性を研究している。

ロボットによる最初の着陸以前から、月の塵は宇宙技術者にとって懸念事項でした。かつて、月の表面についてはほとんど知られていなかったため、クレーターや月のマリア全体さえも非常に細かい塵で満たされており、宇宙の流砂のように宇宙船を飲み込んでしまうのではないかと懸念されていました。

幸いなことに、そうではないことが判明しましたが、最初の探検家が発見したものは、ほぼ同様にひどいものでした。アポロ宇宙飛行士や、サーベイヤーやソ連の月ホッダーなどのロボット探査機が遭遇した月の塵は、完全に水で洗い流されなかったことと大量の静電気により非常に粘度が高くなり、すべてを覆い尽くした。

さらに悪いことに、塵は非常に鋭利な研磨粒子で構成されており、機械や宇宙服を短時間で摩耗させます。同時に、塵は強力な断熱材でもあります。アポロ17号で使用された探査機は過熱により墜落しかけたし、月面探査車2号のラジエーターも埃をかぶって破壊された。

こうした理由やその他の理由から、月面基地が月面の土壌に静かに存在するというありきたりなシナリオは、まさに技術者たちが避けたいものである。明白な答えは、地球上で私たちがしているのと同じように、道路や作業場をアスファルトで舗装することです。月面ではアスファルトを見つけるのが難しいため、ドイツの BAM 材料試験研究所が率いる ESA の科学者たちはレーザーに注目しました。

この概念は新しいものではありません。 1933 年、ウィル W. ビーチは、巨大なレンズを使用して太陽光を集中させ、砂を溶かして道路を建設することを提案しました。 ESAチームは、数メートル幅のフレネルレンズを使用して太陽光を月に集中させるという同様のアプローチを月でも利用したいと考えている。しかし、実験をシンプルかつ実行可能にするために、PAVER プロジェクトの一環として、太陽とレンズの代わりに 12 キロワットの二酸化炭素レーザーが使用されました。

レーザー焼結を使用した月ダストマップ/ESAのシミュレーション

PAVER チームは、模擬月の塵を使用して、小さな塵を溶融ガラスに変えるだけではありませんでした。代わりに、直径 4.5 センチメートル (2 インチ) のレーザー ビームを使用して、直径約 20 センチメートル (8 インチ) のさまざまな幾何学的形状を作成します。これらの形状をタイルのように固定して、道路や着陸パッドなどの大きな表面を形成できます。

この材料はガラス質で脆く、圧縮すると亀裂が入る可能性がありますが、より広い範囲を溶かして層にすることでその場で修復し、より強くすることができます。最終的には、厚さ2センチメートル(1インチ)の緻密な層で構成される100平方メートル(1,076平方フィート)の着陸パッドのような構造物を約115日で建設できると予想されている。

さらに、PAVER 法は、月面前哨基地の他の構造物用の一般的な建築材料の作成にも使用できる可能性があります。

この研究はNature Scientific Reportsに掲載されました。