Kan vi skabe bygninger af månestøv?

Når mennesker tager ophold ude i rummet, stiller det helt særlige krav. Selv når turen blot går til Månen eller til Mars, har vi brug for beskyttelse i form af bygninger med de rette forhold indendørs, hvis vi skal overleve.

Omkostningerne ved at bringe byggematerialer op til Månen er dog tårnhøje. Lige nu koster det op til 1 million dollar, eller cirka 6,5 millioner kroner, for NASA at få leveret ét kilo materiale til Månen af leverandører som Intuitive Machines eller Firefly Aerospace.

SpaceX håber at få denne pris bragt ned til 100.000 dollar pr. kilo med det genbrugelige Starship-fragtfartøj, men det har lange udsigter.

»Så idéen er, at vi gradvist begynder at bygge habitater ved at bruge de ressourcer, der allerede findes på Månen, det vil sige månestøv. Derfor vil vi smelte månestøvet og bruge det til at bygge mursten,« forklarer Mohamad Bayat, lektor på DTU Construct under Danmarks Tekniske Universitet.

»Udfordringen er, at når man smelter ting i lavtryksmiljøer, bliver processen meget sværere at kontrollere. Ligesom at vand koger ved lavere temperaturer på toppen af et højt bjerg, vil smeltet månestøv fordampe nemmere og mere voldsomt på Månen, som slet ikke har noget atmosfærisk tryk,« tilføjer han. 

Med en Sapere Aude-bevilling fra Danmarks Frie Forskningsfond i ryggen vil Mohamad Bayat lede et forskningsprojekt, som skal forsøge at afdække, hvad der sker, når man forsøger at smelte månestøv ved hjælp af en laser under lavt atmosfærisk tryk.
Forskningen vil også kunne gavne andre teknologier, som smelter materialer i et vakuum, for eksempel 3D-print af metaller.

Vil se, hvordan smeltning på Månen kommer til at foregå

Forskningen vil blive inddelt i to dele. Dels en praktisk og eksperimental del og dels en teoretisk simuleret del.
Der skal bygges en tøndeformet beholder, som efterligner det tryk, der er på Månen, mest muligt. 

Dernæst skal beholderen bruges til at udføre eksperimenter, hvor forskerne smelter månestøv under lavt tryk ved hjælp af en laser. 

Processen vil blive analyseret, både i form af billeder og i form af prøver af materialet. For eksempel vil det blive undersøgt, hvilke mineraler der findes i støvet henholdsvis før og efter smeltningen.

Med billedanalyse vil der blive set på, hvordan smeltede partikler bliver kastet ud fra smeltningen, da det kan fortælle om de unikke forhold, der er gældende i et lavtryksmiljø.

Ikke alle Månens forhold kan dog genskabes på Jorden. Derfor vil der også blive lagt vægt på en teoretisk del, hvor projektgruppen simulerer de forhold, som ikke kan genskabes.

Det samlede projekt er planlagt til at strække sig over tre et halvt år. Foruden Mohamad Bayat selv kommer projektgruppen til at bestå af ph.d.-studerende Emma Porsbjerg, en postdoc samt en videnskabelig assistent.

Den Europæiske Rumorganisation er med på sidelinjen

Ved projektets afslutning er det håbet, at forskningen har vist, at der er sammenhæng mellem den teori, projektgruppen har udviklet, og de udførte eksperimenter.

»Et andet håb er, at vi virkelig gerne vil bygge en relativt stor struktur i vores månekammer. Så vi vil bevæge os væk fra meget små komponenter, måske i stedet for at bygge to centimeter store dele, vil vi bygge mere end 10 centimeter eller 20 centimeter store objekter. For eksempel vil vi fremstille skalakomponenter til belægning af en landingsplatform eller vej, for at demonstrere hvordan smeltet månestøv kan blive til faste overflader, der beskytter astronauter og fartøjer,« fortæller Mohamad Bayat.

Den Europæiske Rumorganisation, ESA, er med på sidelinjen i projektet, da indsigten kan få stor betydning for fremtidens udforskning af rummet.

»Europa er allerede forud i lasersmeltning af månestøv, men måske kan vi blive den første forskningsgruppe i Europa til at levere denne grundlæggende forskning i større skalakomponenter produceret i et lavtryksmiljø. Så vil Den Europæiske Rumorganisation kunne levere infrastruktur i form af veje og stråle-beskyttende skjolde til den internationale månebase, som skal bygges under Artemis-samarbejdet,« slutter Mohamad Bayat.