آینده بتن در صنعت فضایی ، موضوعی جذاب است که در این مطلب به آن می پردازیم و توضیحات جالبی را در اختیار شما قرار می دهیم.
موضوع فضا و فضانوردی همواره مسئله جالبی برای بشر بوده است. در مسیر فتح فضا و حضور انسان در دیگر سیارات، تهیه زیرساخت های پایدار و مستحکم از چالش های اصلی پیش روی انسان می باشد.
بتن که یک مصالح مهم است که انواع آن شامل بتن پیش تنیده، بتن مسلح، بتن هوشمند، بتن سبک و … در ساخت و سازهای گوناگون به کار می رود. آیا می توان از بتن در صنعت فضایی استفاده نمود؟
تاریخچه استفاده از بتن در پروژه های فضایی
آینده بتن در صنعت فضایی نامعلوم است. تلاش های زیادی برای استفاده از بتن و دیگر متریال در پروژه های فضایی صورت گرفته است. در اولین تجربه، آزمایشاتی در ایستگاه فضایی بین المللی صورت گرفت.
این آزمایش ها با هدف بررسی رفتار متریال سیمانی در وضعیت میکروگرانشی انجام شد و نتایج آن بیانگر این بود که ترکیبات بتن ممکن است در محیط فاقد جاذبه زمین گیر شده و استحکام لازم را داشته است.
این تحقیقات ممکن است راه پژوهش های بعدی در آینده را مسطح کند. آزمایشات بیانگر این است که پروسه گیرش و سخت شدن بتن در موقعیت میکروگرانشی با زمین متفاوت می باشد.
توزیع یکنواخت ذرات و ایجاد وضعیت تخلخل در ساختار بتن متأثر فقدان جاذبه می باشد. این مسئله شاید بتواند به اختلالاتی در کیفیت و مقاومت نهایی ماده بیانجامد، ولی فرصتی برای چک کردن راهکارهای جدید و بهره گیری از مواد افزودنی برای ایجاد خواص خاص در بتن در فضاهای فرازمینی می باشد.
جهت کسب اطلاعات بیشتر کلیک کنید
چالش های پیش رو برای استفاده از بتن در محیط فرازمینی
با توجه به چالش های زیر نمی توان درباره آینده بتن در صنعت فضایی با قطعیت سخن گفت. چالش های زیر همواره مورد توجه دانشمندان بوده است:
دمای بالا: دمای سطحی ماده و مریخ ممکن است بسیار زیاد باشد. روز مریخ بسیار گرم و شب مریخ بسیار سرد می باشد. این نوسانات دمایی شاید موجب انبساط و انقباض بتن می شود و مقاومت آن را به شدت کاهش می دهد.
گرانش پایین: ماه و مریخ از گرانش کمی برخوردار می باشند و اثر بدی بر پروسه های گیرش و حالت گرفتن بتن دارد. نیروی جاذبه پایین سبب تخلخل زیاد و افت مقاومت نهایی بتن می شود.
تابش های کیهانی: محیط های فضایی مثل ماه و مریخ دائماً در معرض تابش های کیهانی و اشعه پرانرژی خورشیدی می باشند. بتن بایستی از توانایی لازم در مقابل تابش ها برخوردار باشد تا قادر به ایجاد ایمنی لازم باشد.
مزایای استفاده از بتن در فضا
آینده بتن در صنعت فضایی یک چالش جالب است. استفاده از بتن در فضا به سبب خصوصیات خاصی که دارد، امتیازات خاصی خواهد داشت. قدرت و مقاومت بتن در مقابل تابش های شدید کیهانی و شرایط محیطی فرازمینی می باشد.
بتن همانند یک سپر قدرتمند در مقابل پرتوهای کیهانی و اشعه پرانرژی خورشیدی باشد که این مسئله برای سلامتی افراد و وسایل در مأموریت های طولانی مدت فضایی مهم می باشد. بتن به علت خصوصیات حرارتی خود ممکن است در برابر تغییرات دمایی زیاد در سطح ماه و مریخ، به خوبی عمل کند.
محافظت از ساکنان در مقابل فاکتورهای محیطی دشوار و تغییرات دمایی از مزایای مهم بتن در فضا می باشد. دمای بالا در طول روز و کاهش دما در شب سبب تغییرات سوء در ساختار فلزی و سایر متریال می شود. ولی بتن با خاصیت حرارتی خاص ممکن است به پایداری دما در سازه ها کمک شایانی کند و فضا را ایمن تر کنند.
آزمایشات و تحقیقات صورت گرفته درباره بتن فضایی
با آزمایشات و تحقیقات متعدد می توان درباره آینده بتن در صنعت فضایی با اطمینان بیشتری سخن گفت. پژوهش های زیادی روی رفتار بتن در شرایط فضایی انجام شده است که یکی از آنها، تحقیق سخت شدن سیمان در میکروگرانش می باشد که با هدف چک کردن پروسه فضایی بین المللی صورت گرفته است.
این تحقیقات بیانگر این است که میکروگرانش، اثر خاصی بر ساختار مولکولی بتن دارد و منجر به تخلخل بیشتر و تغییرات در خاصیت مکانیکی می شود. نتایج آزمایش بیانگر این است که نمونه های تولیدی در فضا، متفاوت با نمونه زمینی می باشد. ساختار مولکولی بتن در اثر فقدان جاذبه به صورتی متفاوت حالت می گیرد و ممکن است افت مقاومت داشته باشد.
چشم اندازهای آینده بتن در صنعت فضایی
در حال حاضر، تحقیقات زیادی روی این مسئله در حال انجام است. پژوهشگران و مهندسان در جستجوی بهره گیری از ترکیبات جدید و افزودنی هایی می باشند که مقاومت بتن در مقابل شرایط شدید فضایی را زیاد کنند.
یکی از راهکارهای جدید در این خصوص، بهره گیری از چاپ سه بعدی برای احداث سازه های بتنی در فضا می باشد. این تکنولوژی با بهره گیری از منابع محل مثل خاک ماه یا مریخ، سبب کاهش هزینه ها و افزایش راندمان ساخت و ساز می شود. بهره گیری از فناوری های جدید در خروج منابع طبیعی فرازمینی سبب توسعه پایدار و اقتصادی پروژه های ساخت و ساز فضایی می شود.
مواد اولیه لازم برای تولید بتن در فضا
یکی از مواردی که درباره آینده بتن در صنعت فضایی باید درنظر گرفته شود، موادی است که برای تولید بتن به کار رود. برای تولید بتن در فضا، می توان از مواد اولیه موجود در فضاهای فرا زمینی استفاده نمود.
در ماه و مریخ، غبار ماه و خاک مریخ ممکن است جایگزین های خوبی برای شن و ماسه باشند. این متریال که به وفور در سطح سیارات به کار می روند، امکان ترکیب با مواد سیمانی را دارا می باشند و به تولید بتن کمک شایانی می کند.
آب از مهمترین المان های بتن می باشد و مهمترین دغدغه تهیه آن در فضای فرا زمینی می باشد. در ماه و مریخ آب به صورت یخ وجود دارد که برای بدست آوردن و استفاده از آن باید به تکنولوژی های نوین و خاصی مجهز بود. این مسئله یک دغدغه بزرگ را برای تولید بتن در این محیط فرا زمینی ایجاد می کند و نشان می دهد که باید تحقیقات بیشتری در زمینه آینده بتن در صنعت فضایی صورت بگیرد.
