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Laser melting manufacturing of large elements of lunar regolith simulant for paving on the Moon

Ginés-Palomares, Juan-Carlos und Fateri, Miranda und Kalhöfer, Eckehard und Schubert, Tim und Meyer, Lena und Kolsch, Nico und Brandić Lipińska, Monika und Davenport, Robert und Imhof, Barbara und Waclavicek, René und Sperl, Matthias und Makaya, Advenit und Günster, Jens (2023) Laser melting manufacturing of large elements of lunar regolith simulant for paving on the Moon. Scientific Reports, 13 (15593), Seiten 1-11. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41598-023-42008-1. ISSN 2045-2322.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://doi.org/10.1038/s41598-023-42008-1

Kurzfassung

The next steps for the expansion of the human presence in the solar system will be taken on the Moon. However, due to the low lunar gravity, the suspended dust generated when lunar rovers move across the lunar soil is a significant risk for lunar missions as it can affect the systems of the exploration vehicles. One solution to mitigate this problem is the construction of roads and landing pads on the Moon. In addition, to increase the sustainability of future lunar missions, in-situ resource utilization (ISRU) techniques must be developed. In this paper, the use of concentrated light for paving on the Moon by melting the lunar regolith is investigated. As a substitute of the concentrated sunlight, a high-power CO2 laser is used in the experiments. With this set-up, a maximum laser spot diameter of 100 mm can be achieved, which translates in high thicknesses of the consolidated layers. Furthermore, the lunar regolith simulant EAC-1A is used as a substitute of the actual lunar soil. At the end of the study, large samples (approximately 250 × 250 mm) with interlocking capabilities were fabricated by melting the lunar simulant with the laser directly on the powder bed. Large areas of lunar soil can be covered with these samples and serve as roads and landing pads, decreasing the propagation of lunar dust. These manufactured samples were analysed regarding their mineralogical composition, internal structure and mechanical properties.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198130/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Laser melting manufacturing of large elements of lunar regolith simulant for paving on the Moon
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ginés-Palomares, Juan-CarlosNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fateri, MirandaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kalhöfer, EckehardNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schubert, TimNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, LenaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kolsch, NicoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brandić Lipińska, MonikaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Davenport, RobertLIQUIFER Systems Group GmbH, 1020 Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Imhof, BarbaraLIQUIFER Systems Group GmbH, 1020 Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Waclavicek, RenéLIQUIFER Systems Group GmbH, 1020 Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sperl, MatthiasMatthias.Sperl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9525-0368144508216
Makaya, AdvenitAdvenit.Makaya (at) esa.intNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Günster, JensBAM - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfungNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Oktober 2023
Erschienen in:Scientific Reports
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.1038/s41598-023-42008-1
Seitenbereich:Seiten 1-11
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2045-2322
Status:veröffentlicht
Stichwörter:laser melting, Moon
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
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DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Modellsysteme
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Sperl, Matthias
Hinterlegt am:16 Okt 2023 08:49
Letzte Änderung:16 Okt 2023 08:49

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