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Simulador de regolito lunar

Un frasco de 1 kg de simulador lunar JSC-1A
Aproximadamente 15 g de JSC-1A

Un simulador de regolito lunar es un material terrestre sintetizado para aproximarse a las propiedades químicas, mecánicas, de ingeniería, mineralógicas o de distribución del tamaño de partículas del regolito lunar . [1] Los simuladores de regolito lunar son utilizados por investigadores que desean investigar el manejo de materiales, la excavación, el transporte y los usos del regolito lunar. Las muestras de regolito lunar real son demasiado escasas y demasiado pequeñas para tal investigación, y han sido contaminadas por la exposición a la atmósfera de la Tierra .

Simuladores tempranos

Investigadores de la NASA observan una demostración del simulador de polvo lunar en las instalaciones del túnel de viento supersónico de 8 por 6 pies en el Centro de Investigación Lewis de la NASA (1960).

En el período previo al programa Apolo , se utilizaron por primera vez rocas terrestres trituradas para simular los suelos que los astronautas encontrarían en la superficie lunar. [2] En algunos casos, las propiedades de estos primeros simuladores eran sustancialmente diferentes del suelo lunar real, y los problemas asociados con los granos de polvo finos, penetrantes y afilados en la Luna resultaron una sorpresa. [3]

Simuladores posteriores

Después de Apolo y particularmente durante el desarrollo del programa Constelación , hubo una gran proliferación de simuladores lunares producidos por diferentes organizaciones e investigadores. A muchos de ellos se les dieron acrónimos de tres letras para distinguirlos (por ejemplo, MLS-1, JSC-1) y números para designar versiones posteriores. Estos simuladores se dividieron ampliamente en suelos de tierras altas o de mare, y generalmente se produjeron triturando y tamizando rocas terrestres análogas (anortosita para tierras altas, basalto para mare). Las muestras devueltas de Apolo y Luna se usaron como materiales de referencia para apuntar a propiedades específicas como la química elemental o la distribución del tamaño de partículas. Muchos de estos simuladores fueron criticados por el destacado científico lunar Larry Taylor por la falta de control de calidad y el desperdicio de dinero en características como el hierro nanofásico que no tenía un propósito documentado. [4]

JSC-1 y -1A

JSC-1 ( Johnson Space Center Number One ) fue un simulador de regolito lunar desarrollado en 1994 por la NASA y el Centro Espacial Johnson . Sus desarrolladores pretendían que se aproximara al suelo lunar de los mares . Se obtuvo de una ceniza basáltica con un alto contenido de vidrio. [1]

En 2005, la NASA contrató a Orbital Technologies Corporation (ORBITEC) para un segundo lote de simulador en tres grados: [5]

En 2006, la NASA recibió 14 toneladas métricas de JSC-1A y una tonelada de AF y AC. ORBITEC produjo otras 15 toneladas de JSC-1A y 100 kg de JSC-1F para su venta comercial, pero ORBITEC ya no vende simuladores y fue adquirida por Sierra Nevada Corporation. Una caja de arena de 8 toneladas de JSC-1A comercial está disponible para alquiler diario en el Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar (SSERVI) de la NASA. [6]

El JSC-1A puede geopolimerizarse en soluciones alcalinas, dando como resultado un material duro, similar a una roca. [7] [8] Las pruebas muestran que la resistencia máxima a la compresión y a la flexión del geopolímero "lunar" es comparable a la de los cementos convencionales. [8]

Geopolímeros de simuladores de polvo lunar (JSC-1A) y marciano ( JSC MARS-1A ) producidos en la Universidad de Birmingham [8]

JSC-1 y JSC-1A ya no están disponibles fuera de los centros de la NASA.

NU-LHT y OB-1

Se desarrollaron y produjeron dos simulaciones de tierras altas lunares, la serie NU-LHT (tipo tierras altas lunares) y la serie OB-1 (olivino-bytownita), en previsión de las actividades de Constellation. Ambas simulaciones se obtienen principalmente de depósitos raros de anortosita en la Tierra. En el caso de NU-LHT, la anortosita provino del complejo Stillwater, y en el caso de OB-1, de la anortosita Shawmere en Ontario. Ninguna de estas simulaciones se distribuyó ampliamente.

Simuladores recientes

La mayoría de los simuladores lunares desarrollados anteriormente ya no se producen ni se distribuyen fuera de la NASA. Varias empresas han intentado vender simuladores de regolito para obtener ganancias, incluidas Zybek Advanced Products, ORBITEC y Deep Space Industries . Ninguno de estos esfuerzos ha tenido mucho éxito. La NASA no puede vender simuladores ni distribuir cantidades ilimitadas de forma gratuita; sin embargo, la NASA puede otorgar cantidades fijas de simuladores a los ganadores de las becas.

Recientemente se han desarrollado varios simuladores lunares que se venden comercialmente o están disponibles para alquilar dentro de grandes contenedores de regolito. Entre ellos se incluyen el simulador de mare lunar representativo estándar OPRL2N [9] y el simulador de tierras altas lunares representativo estándar [10] . Off Planet Research también produce simuladores personalizados para ubicaciones específicas en la Luna, incluidos simuladores de regolito helado polar lunar que incluyen los volátiles identificados en la misión LCROSS .

Otros simuladores incluyen el Simulador de Tierras Altas Lunares (LHS-1) [11] y el Simulador del Mar Lunar (LMS-1) [12] producidos y distribuidos por el Laboratorio Exolith sin fines de lucro que opera desde la Universidad de Florida Central . [13]

La Organización de Investigación Espacial de la India ha desarrollado su propio simulador de suelo de tierras altas lunares llamado LSS-ISAC1 para su programa Chandrayaan . [14] [15] La materia prima para este simulador se obtuvo de las aldeas de Sithampoondi y Kunnamalai en Tamil Nadu. [16] [17]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab McKay, David S.; Carter, James L.; Boles, Walter W.; Allen, Carlton C.; Allton, Judith H. (1994). "JSC-1: Un nuevo simulador de suelo lunar" (PDF) . En Galloway, Rodney G.; Lokaj, Stanley (eds.). Ingeniería, construcción y operaciones en el espacio IV; Actas de la 4.ª Conferencia Internacional, Albuquerque, Nuevo México, 26 de febrero–3 de marzo de 1994. Ingeniería, construcción y operaciones en el espacio IV; Albuquerque, Nuevo México, 26 de febrero–3 de marzo de 1994. Vol. 2. Nueva York: Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles . págs. 857–866. ISBN 0-87262-937-6.
  2. ^ Salisbury, John (1964). "Estudios de las características de los materiales probables de la superficie lunar". Informes especiales de los Laboratorios de Investigación de la Fuerza Aérea de Cambridge (EE. UU.) . 20 .
  3. ^ Gaier, James (2005). "Los efectos del polvo lunar en los sistemas EVA durante las misiones Apolo" (PDF) . Informes técnicos de la NASA (2005–213610).
  4. ^ Taylor, Lawrence; Pieters, Carle; Britt, Daniel (2016). "Evaluaciones de simuladores de regolito lunar". Ciencia planetaria y espacial . 126 : 1–7. Bibcode :2016P&SS..126....1T. doi :10.1016/j.pss.2016.04.005.
  5. ^ NASA.gov
  6. ^ Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar de la NASA (SSERVI)
  7. ^ Montes, Broussard, Gongre, Simicevic, Mejia, Tham, Allouche, Davis; Evaluación del aglutinante geopolímero del regolito lunar como material de protección radioactiva para aplicaciones de exploración espacial, Adv. Space Res. 56:1212–1221 (2015)
  8. ^ abc Alexiadis, Alessio; Alberini, Federico; Meyer, Marit E. (2017). "Geopolímeros a partir de simuladores de suelo lunar y marciano" (PDF) . Avances en la investigación espacial . 59 (1): 490–495. Bibcode :2017AdSpR..59..490A. doi :10.1016/j.asr.2016.10.003. S2CID  55076745.
  9. ^ Simulador de yegua lunar representativo del estándar OPRL2N
  10. ^ Representación estándar OPRH2N Simulador de las Tierras Altas Lunares
  11. ^ Simulante de las Tierras Altas Lunares (LHS-1)
  12. ^ Simulador del mar lunar (LMS-1)
  13. ^ Laboratorio de exolitos
  14. ^ Anbazhagan, S.; Venugopal, I.; Arivazhagan, S.; Chinnamuthu, M.; Paramasivam, CR; Nagesh, G.; Kannan, SA; Shamarao; Babu, V. Chandra; Annadurai, M.; Muthukkumaran, Kasinathan; Rajesh, VJ (15 de septiembre de 2021). "Un simulante de suelo lunar (LSS-ISAC-1) para el programa de exploración lunar de la Organización de Investigación Espacial de la India". Ícaro . 366 : 114511. Código Bib : 2021Icar..36614511A. doi :10.1016/j.icarus.2021.114511. ISSN  0019-1035.
  15. ^ Venugopal, yo; Muthukkumaran, Kasinathan; Sriram, KV; Anbazhagan, S.; Prabu, T.; Arivazhagan, S.; Shukla, Sanjay Kumar (diciembre de 2020). "Invención del suelo lunar indio (simulante de suelo de las tierras altas lunares) para las misiones Chandrayaan". Revista Internacional de Geosintéticos e Ingeniería Terrestre . 6 (4): 44. Código Bib : 2020IJGGE...6...44V. doi :10.1007/s40891-020-00231-0. ISSN  2199-9260. S2CID  225171995.
  16. ^ Madhumathi, DS (12 de julio de 2019). "El aterrizaje lunar de la ISRO ha realizado un ensayo en suelo traído de Tamil Nadu". The Hindu . ISSN  0971-751X . Consultado el 20 de septiembre de 2023 .
  17. ^ Nath, Akshaya (18 de septiembre de 2023). "Un pueblo de Tamil Nadu y su precioso suelo llevaron a Chandrayaan-3 a la Luna. Ahora, los agricultores tienen miedo". ThePrint . Consultado el 20 de septiembre de 2023 .

Lectura adicional