Materialni preboj: naravna zaščitna moč lunarnega bazalta
Glavna vrednost tega raziskovalnega proda je v njegovi edinstveni sestavi in strukturi. NASA-ina lunarna analiza vzorcev razkriva, da so bazaltni kamenčki (20-40 mm v premeru) iz luninega območja Oceanus Procellarum bogati z ilmenitom (FeTiO₃) z vsebnostjo do 25 %-30 %. Ta železov-titanov oksid ne le obdarujekamenčkiz odlično strukturno trdnostjo (tlačna trdnost ＞200MPa, ki daleč presega zemeljski bazalt), vendar tudi njegova gosta kristalna mreža razprši visoko{1}}energijske delce z jedrskimi reakcijami in deluje kot naravni "ščit pred sevanjem."
Še bolj kritično je, da naravno kopiči vodik: testi kažejo, da vsebnost vodika v teh kamenčkih doseže več kot 8000 ppm (predvsem v hidroksilni obliki znotraj mineralnih mrež). Vodikova jedra (protoni) imajo izjemno velik-presek interakcije z visoko-energijskimi kozmičnimi žarki (kot so galaktični kozmični žarki, GCR), ki učinkovito absorbirajo in upočasnjujejo nabite delce (npr. protone, alfa delce). Njegova zaščitna učinkovitost je dvakrat večja kot pri aluminiju (glede na ekvivalentno maso), s čimer odpravlja pomanjkanje posameznih kovinskih materialov (kot je aluminij) pri zaščiti visoko-energijskih delcev.
V primerjavi z-materiali, ki se prenašajo po Zemlji, ponujajo lunarni avtohtoni kamenčki znatne prednosti: transport 1 tone aluminija na Luno zahteva približno 50 ton goriva, medtem ko-in situ izkopani bazaltni kamenčki potrebujejo le preprosto presejanje in obdelavo, kar zmanjša stroške za 90 % in se izogne ogromni porabi energije zaradi transporta Zemlje-Lune.
Zaščitna učinkovitost: od zaščite pred sevanjem do nadzora prahu
Testni podatki potrjujejo, da-gramoz za raziskovanje globokega vesolja prekaša tradicionalne materiale glede zaščite. V testih sevanja, ki simulirajo lunarna okolja, 30 cm-debel ščit iz teh kamenčkov doseže 65-odstotno učinkovitost zaščite pred protoni 1–10 GeV, kar je 40-odstotno izboljšanje v primerjavi z enakovrednim aluminijastim ščitom (25 %). Za težke ione (npr. železove ione) je stopnja zaščite še pomembnejša pri 58 % (v primerjavi z . 12 % za aluminij), s čimer je mogoče nadzorovati letno dozo sevanja astronavtov znotraj varnostnega praga 500 mSv (približno 1/3 tistega na Mednarodni vesoljski postaji).
Medtem pa je njegova učinkovitost pri zatiranju luninega prahu enako opazna. Lunarni regolit (delci <20 μm) se zlahka dvigne zaradi elektrostatičnih učinkov, abrazije opreme in poškodbe pljuč astronavtov. Naravna stopenjska struktura bazaltnih kamenčkov (20-40 mm delci, ki tvorijo neprekinjene pore) fiksira površinski prah s pomočjo gravitacije in trenja, kar zmanjša dvig prahu za 80 % na pokritih območjih – veliko boljše od kovinskih plošč (samo 30 % zmanjšanje). Ta dvojna funkcija "zaščita + zatiranje prahu" znatno zniža stroške vzdrževanja lunarnih baz.
Preizkusi dolgoročne- stabilnosti dodatno potrjujejo njegovo vrednost: po 1000 urah simulirane izpostavljenosti sončnemu vetru (visoki{2}}energijski tok delcev) struktura ilmenita kamenčkov ne kaže pomembne razgradnje, z izgubo vodika <5 %; po 300 toplotnih ciklih (-173 stopinj do 127 stopinj) je stopnja fragmentacije <1 %, kar popolnoma izpolnjuje zahteve za ekstremna lunarna okolja.
Inženirska aplikacija: osnovni infrastrukturni material za program Artemis
Kot ključna tehnologija v Nasinem programu Artemis je bil prod -za raziskovanje globokega vesolja vključen v infrastrukturni načrt za stalno bazo na Luni (načrtovana za namestitev leta 2026). V skladu z načrti bo osnova lunarnega modula sprejela sestavljeno strukturo iz "gramozne-smole": kot agregat bodo uporabljeni presejani bazaltni kamenčki, pomešani z-in{4}}lunarnim staljenim steklom kot vezivom, vliti v 50 cm-debelo zaščitno plast, ki služi kot temelj modula in ščit pred sevanjem.
Stroškovno računovodstvo kaže, da rudarjenje in obdelava tega gramoza stane približno 1200 $/tono (vključno s presejanjem in magnetno separacijo za čiščenje ilmenita), kar je veliko nižje od-aluminija, ki se prenaša po Zemlji (10.000 $/tono). Samo za začetni projekt zaščite 1000㎡ lunine baze lahko prihranimo več kot 8 milijonov dolarjev.
Bolj globoko, revolucionira paradigme raziskovanja globokega{0}}vesolja: z »-uporabo virov na kraju samem (ISRU)« lunarni kamenčki ne rešujejo le vprašanj zaščite, ampak tudi potrjujejo izvedljivost »zunajzemeljske infrastrukture, podprte z zunajzemeljskimi viri,« kar zagotavlja ponovljivo tehnično pot za prihodnjo gradnjo baze na Marsu. Kot je zapisal glavni znanstvenik Nase: "Ti kamni z Lune bodo prva odskočna deska človeštva v globoko vesolje."