Trung Quốc phát triển vật liệu xây đường cao tốc trên Mặt trăng

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Bắc Hàng cải tiến vật liệu cũ và kết hợp với công nghệ in 3D nhằm xây đường trên Mặt trăng trong tương lai.

Các nhà khoa học Trung Quốc đang phát triển và thử nghiệm công nghệ xây dựng đường cao tốc trên Mặt trăng, SCMP hôm 13/5 đưa tin. Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí China Journal of Highway and Transport.

Trung Quốc phát triển vật liệu xây đường cao tốc trên Mặt trăng
Robot Thỏ Ngọc 2 của Trung Quốc trong ảnh chụp từ tàu Hằng Nga 4. (Ảnh: CNSA)

"Tôi thường mơ ước xây dựng một con đường trên Mặt trăng", Zhou Siqi, tác giả chính của nghiên cứu, nghiên cứu sinh tại trường kỹ thuật và khoa học giao thông thuộc Đại học Bắc Hàng, chia sẻ. Cô cũng cho biết, dù sử dụng những công nghệ phức tạp, khung cảnh tại công trường xây dựng có thể khá đơn giản với robot dùng một tay xúc bụi Mặt trăng, tay còn lại xếp gạch.

Loading...

Dưới sự hướng dẫn của giáo sư Li Feng, Zhou cùng các đồng nghiệp xem xét vật liệu geopolymer được phát hiện vào những năm 1950 để giải quyết vấn đề xây dựng cơ sở hạ tầng trên Mặt trăng.

Nhà khoa học Liên Xô Viktor Glukovsky vô tình phát hiện vật liệu này - ban đầu được gọi là "xi măng đất" - trong một phản ứng lý hóa biến bột đá mềm thành một vật liệu cứng giống gốm. Khác với xi măng thông thường cần kết hợp với lượng nước lớn, geopolymer chỉ cần một lượng nhỏ để thúc đẩy phản ứng giữa bột đá và natri hydroxide - loại hóa chất giá rẻ dùng để xả đường ống bẩn.

Khi những viên gạch cứng lại, quá trình hóa học giải phóng toàn bộ phân tử nước để thu thập lại và tái sử dụng trong giai đoạn tiếp theo của chu kỳ sản xuất. Nhờ đó, việc xây đường giữa các trạm trên Mặt trăng trở nên khả thi.

Các nhà nghiên cứu trên thế giới đã đưa ra nhiều đề xuất trong những thập kỷ qua về cách xây dựng cơ sở hạ tầng trên Mặt trăng, bao gồm nấu chảy bụi Mặt trăng ở nhiệt độ cực cao và thu thập lưu huỳnh từ lớp đất mặt để làm xi măng.

Nhưng một số nhà khoa học vũ trụ cho rằng vấn đề này quá khó giải quyết. Thay vào đó, họ cho rằng nên tìm những giải pháp thay thế thiết thực hơn như chế tạo các trạm di động, hệ thống vận chuyển đá, xe địa hình mạnh mẽ, thậm chí cáp treo.

Trung Quốc phát triển vật liệu xây đường cao tốc trên Mặt trăng
Gạch lát geopolymer chế tạo bằng công nghệ in 3D có thể dùng để xây đường trên Mặt trăng. (Ảnh: Đại học Bắc Hàng)

Nhóm nghiên cứu của Zhou đã kết hợp vật liệu cũ với công nghệ in 3D hiện đại và thử nghiệm với đất Mặt trăng mô phỏng nhằm tìm ra công thức phù hợp cho đường cao tốc trên Mặt trăng. Con đường này cần mang lại trải nghiệm di chuyển nhanh chóng, an toàn và không bụi. Bụi Mặt trăng mịn không chỉ khiến bánh xe trượt mà còn có thể cản trở các tấm pin Mặt trời và làm hỏng thiết bị.

Xe Mặt trăng trong nhiệm vụ Apollo chỉ đạt tốc độ 18km/h trên địa hình tương đối bằng phẳng. Một phương tiện không người lái, ví dụ như Thỏ Ngọc của Trung Quốc, phải bò với tốc độ dưới 200m mỗi giờ để tránh hố hoặc đá.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Bắc Hàng cho biết, kết quả nghiên cứu sơ bộ cho thấy việc làm đường trên Mặt trăng có thể khả thi. Họ cũng gặp một số khó khăn, ví dụ như thêm quá nhiều nước khiến thành phẩm quá mềm, trong khi thiếu nước lại khiến nó dính và làm kẹt máy in. Họ cũng phát hiện rằng sản xuất geopolymer vào các thời điểm khác nhau trong ngày cũng khiến chất lượng bị ảnh hưởng do chênh lệch nhiệt độ.

Zhou cho biết, mất khoảng 20 phút để sản xuất một viên gạch trong phòng thí nghiệm bằng máy in 3D lớn tương đương máy tính để bàn, nhưng quá trình này sẽ nhanh hơn nhiều với máy in cỡ lớn. Một cấu trúc rỗng được thiết kế tốt cũng sẽ giúp tiết kiệm vật liệu và tăng năng suất.

Theo nhóm chuyên gia, natri hydroxide chiếm chưa đến 1% các vật liệu cần thiết. Nó có thể lấy từ Trái đất hoặc sản xuất ngay trên Mặt trăng, nơi có lượng natri dồi dào. Nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy, việc thêm 1/3 gram nước vào mỗi gram đất Mặt trăng ở mức nhiệt 80 độ C sẽ khiến gạch đủ chắc chắn để xây đường mà không làm tắc máy in.

Tuy nhiên, mong muốn xây đường trên Mặt trăng của Zhou phải đối mặt với một thách thức lớn. "Chúng tôi không biết chắc liệu có nước trên Mặt trăng hay không", cô nói.

Dữ liệu viễn thám và mô hình máy tính đã cho thấy có băng tồn tại dưới đáy một số hố sâu luôn chìm trong bóng tối ở gần cực nam Mặt trăng. Trong vài năm tới, Trung Quốc dự định thực hiện một số cuộc thám hiểm bằng robot tại khu vực này để tìm kiếm bằng chứng trực tiếp.

Trung Quốc đã hợp tác với Nga để xây một trạm nghiên cứu quốc tế trên Mặt trăng trong khoảng một thập kỷ, nhưng bước đầu tiên sẽ là xác định nguồn cung cấp nước. Lò phản ứng hạt nhân vũ trụ có khả năng sản xuất một megawatt điện cũng đang được phát triển nhằm cung cấp nguồn năng lượng dồi dào và ổn định cho các khu định cư trên Mặt trăng.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
NASA chinh phục

NASA chinh phục "hành tinh thứ 9 bằng vàng" giữa sao Hỏa và sao Mộc

Tàu vũ trụ NASA sẽ nương nhờ Sao Hỏa để tạo thêm lực đẩy, giúp nó tiến thẳng đến 16 Psyche - tiểu hành tinh giàu kim loại được cho là lõi của hành tinh thứ 9 chưa được hình thành hoàn chỉnh.

Đăng ngày: 16/05/2022
Sau gần 13,8 tỉ năm giãn nở không ngừng, vũ trụ chuẩn bị co lại?

Sau gần 13,8 tỉ năm giãn nở không ngừng, vũ trụ chuẩn bị co lại?

Một nghiên cứu mới đây đã cho thấy vũ trụ đang có sự thay đổi và bắt đầu bước vào quá trình thoái trào.

Đăng ngày: 15/05/2022
Quả cầu lửa xanh khổng lồ rơi từ vũ trụ xuống nước Anh

Quả cầu lửa xanh khổng lồ rơi từ vũ trụ xuống nước Anh

Mạng Sao băng Vương Quốc Anh (UKMON) vừa công bố hình ảnh giật mình về một quả cầu lửa xanh bay ngang bầu trời mà 15 camera của họ đã cùng ghi lại. Nó cũng vừa được khẳng định là một thiên thạch cực kỳ quý giá.

Đăng ngày: 14/05/2022
Các nhà khoa học trồng thành công cây nảy mầm trên đất Mặt trăng

Các nhà khoa học trồng thành công cây nảy mầm trên đất Mặt trăng

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Florida (Mỹ) đã trồng thành công cây Arabidopsis thaliana trên đất Mặt Trăng vốn được các phi hành gia Apollo mang về Trái Đất.

Đăng ngày: 14/05/2022
Cùng chờ đón xem nguyệt thực hoa cuối tuần này

Cùng chờ đón xem nguyệt thực hoa cuối tuần này

Bạn có thể xem nguyệt thực khiến Mặt trăng hoa chuyển sang màu đỏ vào ngày 15/5 hoặc 16/5, tùy thuộc vào vị trí của bạn.

Đăng ngày: 13/05/2022
Chụp ảnh thành công hố đen ở trung tâm dải Ngân Hà

Chụp ảnh thành công hố đen ở trung tâm dải Ngân Hà

Các nhà thiên văn học tối hôm 12/5 công bố ảnh chụp đầu tiên về hố đen siêu khối lượng Sagittarius A* ở trung tâm thiên hà của chúng ta.

Đăng ngày: 13/05/2022
“Pháo sáng vũ trụ” loại mạnh nhất đang bắn thẳng đến Trái đất

“Pháo sáng vũ trụ” loại mạnh nhất đang bắn thẳng đến Trái đất

Sau quả pháo sáng vũ trụ loại X có thể là một quả bom vũ trụ - một vụ phóng khối lượng đăng quanh (CME) - làm bùng cháy Trái đất. Thủ phạm tiếp tục là ngôi sao mẹ đang kỳ hung hãn của chúng ta.

Đăng ngày: 12/05/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News