Ginés-Palomares, Juan-Carlos and Fateri, Miranda and Kalhöfer, Eckehard and Schubert, Tim and Meyer, Lena and Kolsch, Nico and Brandić Lipińska, Monika and Davenport, Robert and Imhof, Barbara and Waclavicek, René and Sperl, Matthias and Makaya, Advenit and Günster, Jens (2023) Laser melting manufacturing of large elements of lunar regolith simulant for paving on the Moon. Scientific Reports, 13 (15593), pp. 1-11. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41598-023-42008-1. ISSN 2045-2322.
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Official URL: https://doi.org/10.1038/s41598-023-42008-1
Abstract
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.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/198130/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Laser melting manufacturing of large elements of lunar regolith simulant for paving on the Moon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 12 October 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Scientific Reports | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1038/s41598-023-42008-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | pp. 1-11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Nature Publishing Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2045-2322 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | laser melting, Moon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Model systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Materials Physics in Space > Scientific Experiments MP | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Sperl, Matthias | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 16 Oct 2023 08:49 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 16 Oct 2023 08:49 |
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