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Kit de iniciação para uma fábrica lunar
Os materiais à base de fibras são adequados para a construção de uma futura base lunar. No seu projeto MoonFibre, os investigadores desenvolveram um sistema em miniatura para produzir fibras de vidro contínuas em condições adversas.
A Lua já é bem conhecida, incluindo o seu lado negro. Uma sonda chinesa aterrou lá em 2019. A AEE e a NASA estão também a seguir planos para novas missões lunares. Se os custos de transporte não fossem tão elevados... Levar um litro de água até à Lua tem um custo de 1 milhão de dólares americanos. A simples entrega dos materiais para uma estação espacial do tamanho da EEI ascenderia a 450 mil milhões de dólares. Portanto, o objetivo é construir uma infraestrutura extraterrestre com materiais localmente disponíveis. A superfície lunar é constituída por rochas, detritos e pó. Esta rocha porosa e solta é rególito e é semelhante, na sua composição química, ao basalto, que é adequado para a produção de fibras minerais.
O Instituto de Mecânica Estrutural e Design Ligeiro (SLA) e o Instituto de Tecnologia Têxtil (ITA) da Universidade RWTH de Aachen desenvolveram uma fiação em miniatura automatizada para a produção de fibras minerais. Após analisar amostras do solo das missões Apollo e Luna, foram produzidos simuladores de rególito e foram fiadas fibras de 17 micrómetros a partir deles.
Versátil
Utilizando os sistemas de produção de fibra de vidro como ponto de partida, os investigadores simplificaram os processos e embalaram-nos num cubo de 40 centímetros fabricado em materiais reforçados com fibra de carbono. Nesse cubo, a rocha lunar será fundida em vidro a 1 450 graus Celsius. O vidro fundido será então extraído através de um bocal no fundo do forno de fusão para formar uma fibra contínua. Por fim, a fibra contínua será enrolada num rolo. O iBlock será capaz de produzir até 180 quilómetros de material de fibra por hora.
O processo de fiação convencional é afetado pela gravidade e pressão do ar. É aqui que residem as dificuldades na sua adaptação às condições lunares. Para além da força gravitacional mais fraca, as flutuações extremas de temperatura também foram tidas em consideração na conceção do conceito da instalação.
As fibras de vidro obtidas do rególito seriam muito versáteis na construção de uma base lunar. Estas poderiam ser utilizadas para produzir estruturas reforçadas com fibra em betão e lã mineral ou ainda têxteis que, por sua vez, poderiam ser utilizados no fabrico de vestuário, equipamento médico, cordas e cabos. O material de lã e não-tecido seria utilizado para produzir filtros, isolamento térmico e acústico, bem como uma blindagem contra a radiação. Há até planos para cultivar plantas em substratos de fibras lunares.
Expansível a um sistema
O cubo, que pesa apenas 17 quilos, pode ser expandido para formar um sistema ou uma pequena fábrica. Múltiplas unidades, interagindo através de interfaces, executariam várias funções distintas. Num estudo conduzido pelo Centro Aeroespacial Alemão (DLR), que se debruçou sobre a criação de uma base lunar, estas fibras lunares eram um componente central.
A equipa MoonFibre foi uma das três equipas vencedoras de estudantes no projeto IGLUNA da AEE, coordenado pelo Centro Espacial Suíço, que teve lugar em Lucerna, em julho de 2020. A propósito: o bobinador e a guia de rosca são acionados por motores EC 45 plano sem escovas e EC 20 plano (este último com um redutor planetário alargado). O ajuste da altura é realizado através de um outro atuador, que consiste num motor DCX 19 S com escovas, um redutor planetário de folga reduzida e um codificador incremental ENX para o posicionamento.
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