Het bouwen van een maanbasis zou een van de volgende logische stappen zijn in onze verkenning van het zonnestelsel, maar het voortbestaan ​​van een toekomstige bemanning hangt af van toegang tot een betrouwbare energiebron. Een ESA Discovery &Preparation-studie onderzocht hoe maanregoliet - het stof, aarde en gesteente op het oppervlak van de maan - kunnen worden gebruikt om warmte op te slaan en toekomstige astronauten van elektriciteit te voorzien, rovers en landers.

Mensen zouden weinig moeite hebben om het maanoppervlak te bereiken met de huidige technologie, maar het is duur - soms zelfs onmogelijk - om al het benodigde materiaal mee te nemen, vooral als we langer dan een paar dagen willen blijven. Voor duurzaam, exploratie op lange termijn, we moeten in plaats daarvan kijken naar lokale bronnen die beschikbaar zijn op de bestemming. Als onderdeel van dit streven, Discovery &Preparation ondersteunde onlangs lucht- en ruimtevaartexperts Azimut Space (voorheen Sonaca Space) om te onderzoeken of het mogelijk zou zijn om 'warmteopslagstenen' te maken van maanregoliet.

In de ruimte, energie komt meestal via zonnepanelen die bijna onmiddellijke elektriciteit leveren wanneer de zon erop schijnt. Maar bewoners van de maan zouden tijdens de maannacht tot 16 dagen in het donker kunnen doorbrengen. Het vinden van een duurzame energieoplossing die zonlicht opvangt tijdens de lange maandagen en het opslaat voor gebruik 's nachts, is essentieel om het vooruitzicht van langdurige maanbewoning te realiseren.

Regolith-stenen bieden een manier om zonne-energie overdag op te slaan, zodat 's nachts elektriciteit kan worden geproduceerd; dit zou van vitaal belang zijn voor alle mensen die op de maan leven en werken. De opgeslagen warmte kan ook direct worden vrijgegeven om robotapparatuur warm genoeg te houden om te functioneren tijdens de lange uren van duisternis.

"Apollo-astronauten brachten kleine hoeveelheden maansteen mee, waardoor we zeer vergelijkbare 'nep' maanregoliet hier op aarde kunnen creëren, ", legt Aidan Cowley van ESA's directoraat voor menselijke ruimtevaart en robotexploratie uit, die het project begeleidde. "In dit onderzoek, we gebruikten aardrots met vergelijkbare eigenschappen als maansteen, vermalen tot een poeder totdat de deeltjes even groot waren als die in de maanregoliet."

Na het maken van dit poeder in een baksteen, het team pompte energie in hun imitatie maanregoliet om te zien hoe goed het warmte kon opslaan. Ze hebben het ook aangesloten op een warmtemotor om elektriciteit op te wekken met behulp van de energie die erin is opgeslagen.

"Elke op de maan gebaseerde technologie zou te maken krijgen met ongelooflijk zware omstandigheden - lange nachten, temperaturen variërend van -173°C tot 127°C en extreem lage drukken, ", legt projectmanager Luca Celotti van Azimut Space uit. "We hebben deze omstandigheden zo goed mogelijk nagebootst om een ​​'maanachtige' omgeving voor onze baksteen te creëren."

"Het gebruik van maanregoliet om warmte op de maan op te slaan, zou ons een overvloed aan gemakkelijk beschikbaar materiaal opleveren, wat betekent dat ruimtereizigers niet veel van de aarde hoeven mee te nemen. Uiteindelijk, dit zal meer ambitieuze ruimtemissies mogelijk maken."

Omdat de imitatie-regoliet goed werkte, het team wil het proces vervolgens efficiënter maken en opschalen om verder te onderzoeken of regolietstenen in staat zouden zijn om de benodigde energie te produceren.

"Dit is slechts de eerste stap naar het creëren van een innovatieve en duurzame methode van warmteopslag en elektriciteitsopwekking die het voor ons mogelijk zou kunnen maken om op de maan te landen, ’ besluit Luca.

Het gebruik van lokale materialen helpt ons om duurzamer, permanente verkenning, waardoor goedkoper, veiliger en gemakkelijker toegang tot de ruimte. En maanregoliet zou niet alleen nuttig zijn voor warmteopslag en elektriciteitsopwekking. Dit materiaal - overvloedig aanwezig op de maan - zou ook kunnen worden gebruikt om toekomstige habitats te bouwen, als bron van zuurstof of mineralen, en zelfs om alledaagse voorwerpen zoals gereedschap te maken.