Naukowcy z Wydziału Geoinżynierii UWM pomogą w budowie baz na Księżycu

Rusza projekt Centrum Badań Kosmicznych PAN, którego celem jest próba wydobycia regolitu z powierzchni Księżyca, a w przyszłości - rozszerzenie naszej cywilizacji na inne planety Układu Słonecznego. W zespole badawczym projektu pracuje prof. Jacek Katzer z Wydziału Geoinżynierii Uniwersytetu Warmińsko – Mazurskiego w Olsztynie.

 „Wydobycie regolitu na powierzchni Księżyca w warunkach obniżonej grawitacji” to projekt, dzięki któremu naukowcy chcą pozyskać z powierzchni Księżyca regolit – rodzaj luźnej, zwietrzałej skały pokrywającej skaliste powierzchnie. Według naukowców regolit może stanowić potencjalne źródło paliwa rakietowego oraz materiał budowlany. Dzięki jego wydobyciu na Księżycu byłoby możliwe m.in. tankowanie satelitów i statków kosmicznych paliwem wytworzonym na miejscu, naprawa i konserwacja satelitów, budowa baz i ustanowienie gospodarki kosmicznej, a co za tym idzie badania załogowe Układu Słonecznego.

- Powodzenie tego projektu tak naprawdę pokaże, na ile możliwe jest funkcjonowanie poza naszą planetą: przebywanie na Księżycu, później na Marsie itd. Jeżeli nasze badania potwierdzą, że pokrywający całą powierzchnię księżyca regolit może być powszechnie używany, żeby to nasze pozaziemskie funkcjonowanie umożliwić i ułatwić, będzie to prawdziwy przełom – mówi prof. Jacek Katzer z Katedry Inżynierii Budowlanej Wydziału Geoinżynierii.

Zespół naukowców z UWM, którym kieruje profesor Jacek Katzer, będzie odpowiadał za badania dotyczące technologii przetwarzania regolitu w celu pozyskania trwałego i odpowiedniego materiału, który w przyszłości ma posłużyć do budowy baz księżycowych.

Regolit nie występuje na Ziemi, natomiast spotyka się go na Księżycu oraz innych skalistych planetach (Mars). Za pozyskiwaniem regolitu z Księżyca przemawia księżycowa grawitacja - sześciokrotnie niższa, w porównaniu z ziemską, brak atmosfery oraz bliskość Ziemi. Na podstawie danych z miejsca lądowania księżycowych misji Apollo wiemy, że regolit pokrywający powierzchnię Księżyca składa się m.in. z tlenu, krzemu – 18,9%, żelaza – 15%, wapnia – 7,9%, tytanu – 6,5%, glinu – 5%, magnezu – 4,3% i innych – 1,3%.

W trakcie badań w ramach projektu naukowcy będą mieć na uwadze wykorzystanie technologii In-Situ Resource Utilisation (ISRU). ISRU to gromadzenie, przetwarzanie, przechowywanie i wykorzystanie materiałów z kosmosu do wykorzystania w kosmosie, które zmniejsza całkowity koszt misji kosmicznych i powiązane z nim ryzyka.

- Będziemy korzystać z symulantów gruntów księżycowych, ponieważ oryginalnego, pochodzącego z Księżyca, materiału jest bardzo mało i jest on niezwykle rzadko udostępniany do badań – mówi prof. Katzer i dodaje, że docelowo - w ramach projektu – na Księżyc ma zostać wysłany specjalny pojazd do pozyskiwania regolitu, nad którym zaawansowane prace prowadzi Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk.

Projekt dotyczący badań na Księżycu potrwa 3 lata. Jego główne cele naukowe to m.in. analiza wpływu zredukowanej grawitacji na sprawność systemów wydobywczych, analiza interakcji między ziarnami regolitu podczas wydobycia, wpływ próżni na wydajność i niezawodność systemów wydobywczych.

Prowadzi go konsorcjum, w skład którego wchodzą: Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk - lider projektu oraz partnerzy: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie (Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki) oraz Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie (Wydział Geoinżynierii). Kierownikiem projektu jest dr hab. inż. Karol Seweryn, prof. CBK PAN.
Projekt finansuje Narodowe Centrum Nauki.

Księżyc to jeden z trzech obszarów badawczych, w których naukowcy widzą potencjał wykorzystania zasobów kosmicznych. Badania skupiają się obecnie na asteroidach z zasobami węgla, wody i metali (duże ilości chondrytów węglowych byłyby opłacalną ekonomicznie rudą dla metali z grupy platynowców), Księżycu z zasobami tlenu i księżycowego regolitu oraz Marsie z dwutlenkiem węgla i zasobami wody podpowierzchniowej. Mars jest również potencjalnym miejscem poszukiwania życia pozaziemskiego.

* dr hab. inż. Jacek Katzer, prof. UWM (Instytut Geodezji i Budownictwa, Katedra Inżynierii Budowlanej). Od 2020 jest kierownikiem Centrum Inżynierii Lądowej na Wydziale Geoinżynierii. Specjalizuje się w technologii betonu, fibrobetonu, betonów samozagęszczalnych oraz nietypowych kruszyw budowlanych. Jest autorem wielu publikacji naukowych (w większości w języku angielskim) i popularyzatorskich. Jako ekspert Komisji Europejskiej był zaangażowany w liczne ewaluacje projektów badawczych na poziomie europejskim (FP 7, Horyzont 2020), krajowym (Polska, Czechy, Łotwa, Cypr, Kazachstan) oraz lokalnym. Aktualnie pełni funkcję redaktora numeru specjalnego czasopisma naukowego Materials (MDPI).