Ожидаемые различия между бетоном, приготовленным на МКС, и соответствующими образцами, приготовленными на Земле?

Есть ли ожидаемые отличия между образцами бетона, приготовленными на МКС, и согласованными образцами, приготовленными на Земле?

Различия ожидаемы, но не предвидятся в деталях; у исследователей есть «догадка», чего ожидать, но нет четкой таблицы, по которой можно было бы проверить, соответствует ли результат прогнозируемому на 5 сигм. Это исследовательский эксперимент (поиск/анализ различий), а не эксперимент по проверке теории (проверка фактических свойств по сравнению с предсказанными). Большая часть конкретных исследований и инженерных разработок выполняется путем подгонки функций к экспериментальным данным различных образцов бетона, а не к микромасштабным (химическим) моделям, которые могут предсказывать результаты странных эффектов, таких как микрогравитация. Здесь нет хороших моделей для предсказания точных результатов.

Вот почему двойники Земли тоже. Вместо того, чтобы сравнивать образцы с предсказанными моделями (которые учитывали бы микрогравитацию), они будут сравниваться с контрольной группой, набором идентичных образцов, не подвергавшихся воздействию микрогравитации. Это для того, чтобы обнаружить различия и выразить «догадки» в цифрах.

Одна из этих «догадок» и основное внимание текущего исследования заключается в том, что кристаллы, образующиеся в затвердевающем бетоне, будут различаться из-за отсутствия конвективного переноса ионов; эксперимент продолжительностью 10 секунд в полете по параболе дал следующие результаты:

источник

В настоящее время неясно, какие различия в росте кристаллов появятся и как это повлияет на свойства бетона.

Но есть ряд других факторов. В частности, там, где имеют значение воздушная конвекция, удержание воды, внутренняя диффузия и подобные факторы, результат может иметь структурные свойства, отличные от земных; может быть хуже (недостаточное движение частиц для смешивания на микроскопическом уровне, нет дополнительного давления водяного столба, чтобы протолкнуть воду в поры), может быть лучше (могут образовываться кристаллические структуры, обычно разрушаемые под действием силы тяжести). газа, где в противном случае они убежали бы на поверхность. Подробных деталей реакций на микроуровне недостаточно, чтобы предсказать результаты.

«Как мы можем использовать его более устойчиво на Земле»

Существует много разных видов цемента с разными процессами производства и разным химическим составом, но портландцемент является наиболее распространенным; все остальные цементы являются нишевыми и маржинальными по сравнению с портландцементной промышленностью. Он также очень грязный и энергоемкий, полная противоположность «зеленому». Огромные вращающиеся печи, разбивающие известняк с добавками на пыль, запекаемую в цемент; Фильтрация иногда присутствует на более современных заводах, на старых цемент оседает повсюду, и это помимо огромного количества CO2, как от нагрева печи, так и от реакций создания цемента.

Есть более «зеленые» альтернативы; Александра Радлинска, например, провела исследование о щелочно-активированных шлаковых цементах, которые имеют гораздо меньшее воздействие на окружающую среду. Исследования в области микрогравитации напрямую не способствуют разработке более «зеленых» цементов, но они привлекают внимание инвесторов, академических организаций и могут разрушить или, по крайней мере, подорвать рыночную монополию портландцемента, особенно если такие цементы будут найдены. быть жизнеспособным для производства в космосе, это определенно увеличит наземное производство, для экспериментальных сред обитания, для маркетингового трюка «космического бетона» и так далее.

«Как мы можем использовать сырье, присутствующее в космосе, и сделать бетоноподобное цементное вяжущее в космосе?»

Как я уже сказал, существует множество цементов разного состава. Вполне возможно производить виды цемента, идентичные тем, которые можно получить на Земле, используя ресурсы на месте в космосе (или инженерные цементы, которые изготавливаются из материалов, которые, как уже известно, легко доступны в космосе). Проблема в том, что мы не знаем, пригодится ли там такой цемент. Поэтому готовятся различные образцы цемента, чтобы проанализировать их физические свойства. Имея результаты, мы сможем сказать, какие виды цемента и, соответственно, какое сырье для производства цемента можно использовать в космосе, а какие бесполезны.

Найти ресурсы за пределами Земли, которые делают известный космический цемент, может быть намного проще, чем пробовать множество различных внеземных ресурсов, пока вы не найдете те, которые делают хороший космический цемент. Но сначала нам нужно составить список «известно хороших космических цементов», и этот эксперимент позволяет продвигать «многообещающих» кандидатов в «известно хорошие».

Маловероятно, что какой-либо образец не свяжется полностью, но свойства могут отличаться — и это будет важно для будущего использования бетона в космосе.