डेलावेयर विश्वविद्यालय (यूएसए) के शोधकर्ताओं ने एक वैकल्पिक सीमेंट सामग्री बनाई है, जिसने अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) के बाहर स्थापित होने के बाद अंतरिक्ष की चरम स्थितियों के छह महीने तक सामना किया।
कुछ परीक्षणों के दौरान, पृथ्वी पर संग्रहीत समान नमूनों की तुलना में अधिक यांत्रिक शक्ति प्रदर्शित करने वाले नमूने पृथ्वी पर वापस लाए गए। ये परिणाम चंद्रमा पर बुनियादी ढांचे के निर्माण के लिए इस सामग्री के उपयोग की संभावना की पुष्टि करते हैं, क्योंकि पृथ्वी से सीमेंट पहुंचाना आर्थिक रूप से अव्यावहारिक है।
वैज्ञानिकों के अनुसार, चंद्रमा की सतह पर संरचनाओं के निर्माण के लिए एक विकल्प चंद्रमा की मिट्टी स्वयं हो सकती है - रेगोलिथ, जो उपग्रह की सतह को ढकने वाली धूल और चट्टान के टुकड़ों की परत है। डेलावेयर विश्वविद्यालय के रासायनिक इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर नॉर्मन वागनर ने समझाया कि 'रेगोलिथ मूल रूप से सिलिकेट सामग्री है, जो मिट्टी के समान है' और यह 'पृथ्वी और चंद्रमा दोनों पर सबसे आम सामग्रियों में से एक है, जो इसे निर्माण के लिए दिलचस्प बनाता है।'
वागनर की प्रयोगशाला जियोपॉलीमर विकसित कर रही है - पारंपरिक सीमेंट का प्रतिस्थापन, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से मिट्टी जैसी सामग्रियों को बांधता है, जिससे उच्च तापमान वाली उत्पादन प्रक्रियाओं की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। लक्ष्य न्यूनतम एडिटिव्स का उपयोग करके रेगोलिथ का उपयोग करके निर्माण सामग्री का उत्पादन करना है, जिससे ऊर्जा-गहन औद्योगिक प्रक्रियाओं की आवश्यकता कम हो जाती है। शोधकर्ता यह भी मानते हैं कि यह तकनीक पृथ्वी पर नागरिक निर्माण की स्थिरता को बढ़ाने में मदद कर सकती है।
जियोपॉलीमर के व्यवहार का आकलन करने के लिए टीम ने नासा के एमआईएसएसई-20 मिशन के हिस्से के रूप में वाणिज्यिक चंद्र और मंगल रेगोलिथ के नकलकों का उपयोग करके तैयार की गई पतली प्लेटें भेजीं। छह महीने तक, नमूने आईएसएस के बाहरी हिस्से पर लगे रहे, जो निम्न पृथ्वी कक्षा के शत्रुतापूर्ण वातावरण के संपर्क में थे।
ग्रह पर लौटने के बाद, शोधकर्ताओं ने पाया कि सामग्रियों में क्षरण के कोई संकेत नहीं थे। इसके अलावा, कई मामलों में नमूनों ने उसी अवधि के दौरान पृथ्वी पर मौजूद समकक्ष सामग्रियों की तुलना में अधिक मजबूती प्रदर्शित की। यह अध्ययन जर्नल एडवांसेज इन स्पेस रिसर्च में प्रकाशित हुआ था।
अंतरिक्ष की स्थितियों का सामना करने की क्षमता के अलावा, चंद्रमा के लिए भविष्य की निर्माण सामग्री को सीधे चंद्र सतह पर विश्वसनीय रूप से उत्पादित किया जाना चाहिए। इस समस्या को हल करने के लिए, टीम ने कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) का उपयोग करते हुए एक दूसरा अध्ययन किया, जिसे जर्नल एक्टा एस्ट्रोनॉटिका में प्रकाशित किया गया था।
वैज्ञानिकों ने एक मशीन लर्निंग मॉडल विकसित किया जो उपयोग किए गए रेगोलिथ की विशेषताओं और सामग्री प्रसंस्करण के तरीके के आधार पर जियोपॉलीमर की ताकत की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है। वैज्ञानिकों के अनुसार, यह दृष्टिकोण इस बात पर विचार करता है कि विभिन्न प्रकार की चंद्र मिट्टी में अलग-अलग गुण हो सकते हैं जिनके लिए विशिष्ट उत्पादन विधियों की आवश्यकता होती है।
वागनर की प्रयोगशाला के एक अन्य काम ने जमने से पहले मिश्रण, पंपिंग और मोल्डिंग चरणों में जियोपॉलीमर के व्यवहार का अध्ययन किया। शोधकर्ताओं ने एक संक्रमण बिंदु निर्धारित किया, जिसे क्रांतिक जेल बिंदु के रूप में जाना जाता है, वह क्षण जब सामग्री मोल्डिंग पेस्ट के रूप में व्यवहार करना बंद कर देती है और एक ठोस संरचना बनाना शुरू कर देती है। प्रयोगों से पता चला कि इस चरण से पहले मिश्रण या कतरनी करने से जमने के समय या सामग्री की अंतिम ताकत पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा। शोधकर्ताओं के अनुसार, इसका मतलब है कि भविष्य के इंजीनियरों को चंद्रमा पर निर्माण सामग्री के हेरफेर और प्रसंस्करण में अधिक स्वतंत्रता होगी बिना उनकी गुणवत्ता से समझौता किए। यह कार्य जर्नल ऑफ रिओलॉजी के विशेष अंक में प्रकाशित हुआ था, जो पृथ्वी से परे सामग्री के व्यवहार पर केंद्रित है।
