Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Preliminary feasibility analysis of microwave sintering of lunar regolith simulant at glass softening temperature

Kaczmarzyk Marcin, Kołodziejczyk Agata, Baścik Julia, Wojtowicz Monika, Wójcik Alicja, Ziobro Damian, Sudoł Justyna, Rusnak Sebastian, Sowiński Michał

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 6

122--127

EN

This paper presents the course of an experiment aimed at verifying the possibility of consolidating a lunar regolith simulant by microwave sintering at the softening temperature of glass. A properly prepared mixture of glass and pumice placed in steel molds inside a hot pot microwave crucible was used as the simulant. The obtained specimens were subjected to macroscopic visual inspection both before and after compressive strength testing. Satisfactory results were obtained, confirming the formulated thesis. At the same time, the need to refine the sintering process in order to obtain samples with the desired reproducible parameters was pointed out.

PL

W artykule przedstawiono przebieg eksperymentu, którego celem była weryfikacja możliwości konsolidowania symulantu księżycowego regolitu przez mikrofalowe spiekanie w temperaturze mięknienia szkła. Jako symulant wykorzystano odpowiednio przygotowaną mieszankę szkła i pumeksu umieszczoną w stalowych formach wewnątrz tygla mikrofalowego typu Hot Pot. Uzyskane próbki poddano makroskopowym oględzinom zarówno przed, jak i po przeprowadzeniu badania wytrzymałości na ściskanie. Uzyskano satysfakcjonujące rezultaty potwierdzające sformułowaną tezę. Wskazano jednocześnie na konieczność dopracowania procesu spiekania w celu uzyskiwania próbek o żądanych, powtarzalnych parametrach.

2

Geotechnical properties of lunar regolith

Kaczmarzyk Marcin

Materiały Budowlane

|

2025

|

nr 6

128--134

EN

This article is a synthetic review of the current state of knowledge of the basic geotechnical parameters of regolith, i.e.lunar soil. In the era of the intensifying next space race, it was considered potentially useful to summarize key information about the properties of the soil, on which the first extraterrestrial construction structures are likely to be built in the coming years. The paper addressed such issues as the origin and evolution of the regolith, its grain size, bulk density, porosity, degree of compaction, bearing capacity and cohesion.

PL

W artykule zaprezentowano syntetyczny przegląd obecnego stanu wiedzy z dziedziny podstawowych parametrów geotechnicznych regolitu, czyli księżycowego gruntu. W dobie intensyfikującego się kolejnego wyścigu kosmicznego, za potencjalnie przydatne uznano podsumowanie kluczowych informacji o właściwościach podłoża gruntowego, na którym w najbliższych latach mają szanse powstać pierwsze pozaziemskie konstrukcje budowlane. Odniesiono się przede wszystkim do zagadnień takich, jak geneza i ewolucja regolitu, jego uziarnienie, gęstość objętościowa, porowatość, stopień zagęszczenia, nośność oraz spójność.

3

Potential mineral resources of the Moon

Przylibski Tadeusz A., Szczęśniewicz Mateusz, Blutstein Konrad

Geological Quarterly

|

2025

|

Vol. 69, No. 3

art., no. 31

EN

Highlights: – The most geochemically and geophysically evolved layer is the regolith; – Lunar regolith should be treated as a multi-component, pre-crushed ore; – The first object of exploitation and processing on the Moon will be regolith; – Potential deposit zones include outcrops of ultrabasic igneous rocks enriched in metals: Cr, Ti, REE, and PGM; – The most promising deposit areas are the lunar maria, primarily the Procellarum KREEP Terrane, circumpolar areas, and regions on the far side with a regolith thickness > 10 m. The homogeneity of the chemical and isotopic compositions of the Earth and the Moon facilitates the identification of potential mineral resources present and exploitable on the Moon. Current knowledge of the geological structure of the Moon indicates that the greatest geochemical and geophysical activity of the surface layer of the Moon’s crust lies in the regolith, and it is this that promises the most promising lunar raw material resource base. The regolith contains increased concentrations of life-supporting raw materials (H2O and O2), fuels and energy raw materials (3He, U, Th, H2, and O2), metallic raw materials (Fe, Ti, Zr, Hf, Eu, other REEs, Cr, Ni, Co, Al, and Si), rock raw materials (regolith, breccias, basalts, anorthosites, and others) and chemical raw materials (K, P, Cl, and S). Lunar regolith should be treated as a multi-component, pre-crushed ore, in which there are local enrichments of selected raw materials, and so initially will form the target of exploitation and processing on the Moon. The next potential deposit zones are outcrops of basic and ultrabasic igneous rocks, which may be enriched in metals such as Cr, Ti, REEs and PGMs, or places where these rocks are covered by only a thin layer of regolith. Such zones also include areas of occurrence of acidic igneous rocks, enriched in quartz, and perhaps also in many other valuable metals and chemical raw materials. The most important prospective areas in terms of the occurrence of raw materials in the regolith are the lunar maria, primarily the Procellarum KREEP Terrane, circumpolar areas, as well as areas on the far side of the Moon characterized by a regolith thickness exceeding 10 m.

4

A conceptual open pit mine architecture for the Moon environment

Seweryn Karol, Kolusz Adam, Świca Izabela, Tkacz Arkadiusz, Gallina Alberto, Katzer Jacek, Kobaka Janusz, Konecny Petr, Młynarczyk Przemysław

Artificial Satellites : Journal of Planetary Geodesy

|

2024

|

Vol. 59, No. 1

11--41

EN

In situ resource utilization (ISRU) activities are receiving increasing attention, both from space agencies and among the international science and industrial community. Prominent examples of ongoing ISRU space programs are the NASA Artemis program and the Terrae Novae program run by the European Space Agency. In technical sciences, there are at least three groups of activities related to ISRU: prospecting bodies in the context of space missions, technological investigations related to surface infrastructure and operations, and conceptual analyses of future mining activities. The present paper belongs to the third group and brings new insights into a potential open pit mine operating on the Moon. There are several novel contributions: the definition of the objectives of the mine, based on economic indicators; a conceptual description of a pit architecture dedicated to excavating ilmenite-rich feedstock; and a qualitative and quantitative description of the chosen processes and the mine’s topology. In the paper, there are also added links to other papers connected with ISRU activities.

5

Habitaty księżycowe: przegląd rozwiązań i perspektywy na przyszłość

Smolana Mateusz

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 11-12

657--661

PL

Habitaty księżycowe są konstrukcjami, których zadaniem jest zapewnienie w ich wnętrzu warunków przyjaznych człowiekowi. Środowisko Księżyca znacznie różni się od ziemskiego, przez co wymagania stawiane tym konstrukcjom są inne niż wobec znanych nam obiektów mieszkalnych. Konstrukcje habitatów można podzielić na trzy klasy: konstrukcje gotowe (klasa I), konstrukcje prefabrykowane (klasa II) oraz konstrukcje wznoszone na powierzchni Księżyca, w myśl koncepcji ISRU (klasa III). Z perspektywy budownictwa najciekawsze rozwiązania zawiera klasa III. Propozycje habitatów zaliczanych do tej klasy często mają postacie kopuł lub torusów, a technologie ich wznoszenia opierają się między innymi na druku 3D z wykorzystaniem materiałów wytwarzanych na bazie regolitu księżycowego.

EN

Function of lunar habitats structures is to ensure human friendly environment inside. Lunar environment differs from the Earth one, thus also requirements for lunar habitats differ from requirements for well-known residential buildings. Lunar habitats can be divided into three Classes: Pre-Integrated (Class I), Pre-Fabricated (Class II), and In-Situ Derived and Constructed in line with practice called ISRU (Class III). From Civil Engineering point of view the most interesting is Class III. Concepts of habitats belonging to this class are often dome-shaped or toroidal structures, which technology of erection includes among others 3D print methods with usage of lunar regolith-based materials.

6

Terrestrial and extraterrestrial drillings in the 21st century. Research challenges and the way to satisfy them by means of a new research infrastructure at AGH-UST

Kowalski Tomasz, Skrzypaszek Krzysztof, Teper Wojciech, Toczek Przemysław, Złotkowski Albert

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2020

|

Vol. 37, no. 3

5--11

EN

Knowing the impact of technical solutions on the drilling process is a very important element in the process of the exploration of new fossil fuel deposits. Drilling equipment used during drilling operations is highly liable to all conditions which prevail in the well bore. The study of the impact of drilling fluid flow with various rheological properties on the strength and work of drill stem components will allow to search for the best solutions. The article describes the design and construction of two boreholes, fill up with 9 5/8" (244.5 mm) and 24" (609.6 mm) casings. The designed boreholes will be a joint part of the drilling laboratory in the S-1 building at AGH-UST in Krakow. Research The research described above can be done in openholes and implemented at the beginning of the design process for drilling works in new deposits. In addition, it will provide an opportunity for all engineers to get to know the behavior of components operating in an open hole.

7

Remarks on the sources of error in the modelling of lunar geotechnical structures

Cafaro F., Miticocchio E., Marzulli V.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

133-139

EN

Scale modelling should be a very useful strategy for the design of lunar structures. Preventing structural damages in the lunar environment is crucial and scale models are helpful to achieve this aim. The size of these models must be scaled to take into account the different gravitational levels. Since the lunar gravity acceleration is about one-sixth of the terrestrial one, it follows that the models on Earth will be very smaller than the prototype to be realized on the Moon. This strategy will represent an opportunity for engineers working on lunar structure design, provided that the errors, both computational and experimental, related to the change of scale are quantified, allowing reliable extension of the physical scale modeling results to the prototype. In this work, a three-dimensional finite element analysis of walls retaining lunar regolith backfill is described and discussed, in order to provide preliminary results, which can guide a future experimental investigation based on physical scale-modelling. In particular, computational errors related to the scale effects are assessed, with respect to a virtual prototype of the lunar geotechnical structure, and compared with errors from other sources of discrepancy, like the adopted constitutive model, the variability of the geotechnical parameters and the calculation section used in the 3D analysis. The results seem to suggest the soundness of this strategy of modelling and are likely to encourage new research, both numerical and experimental, supporting the structure serviceability assessment.

8

Research of formed lunar regholit analog AGK-2010

Bednarz S., Rzyczniak M., Gonet A., Seweryn K.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 2

551--556

EN

The results investigations of a soil having similar properties as lunar regolith performed at the Department of Drilling and Geoengineering, Faculty of Drilling, Oil and Gas, AGH University of Science and Technology in Kraków are presented in this paper. The research was carried out jointly with the Space Research Centre, Polish Academy of Sciences in Warsaw. The objective of the cooperation was to minimize the cost of tests of penetrator KRET, which will be used on the surface of the Moon. The American lunar regolith (e.g. CHENOBI) was used as reference soil. The most important properties were presented graphically in the form of figures and tables: grain size distribution, selected physical properties (bulk density, colour), selected mechanical parameters (shear strength, inner friction strength, cohesion). As a result the first Polish lunar soil analog AGK-2010 was produced.

PL

Pierwszy polski analog gruntu księżycowego, któremu nadano symbol AGK-2010, opracowano w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii na Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie. Grunt ten został wytworzony w ramach współpracy z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Celem badań było zminimalizowanie kosztów prowadzonych przez CBK PAN testów penetratora KRET (Seweryn i in., 2011), przygotowywanego do badań powierzchni Księżyca, poprzez zastąpienie, produkowanego w Stanach Zjednoczonych, analogu regolitu księżycowego, gruntem produkcji krajowej. Próbę wzorcową stanowiły grunty o nazwie CHENOBI i JSC, produkowane w USA jako analogi regolitu księżycowego pobranego z powierzchni Księżyca przez misję Apollo 17 (Rybus, 2009), (Sibille i in., 2006). Podstawowymi właściwościami, których wartości porównywano opracowując polski odpowiednik analogu regolitu księżycowego CHENOBI były: skład granulometryczny, właściwości fizyczne (gęstość nasypowa, barwa), właściwości mechaniczne (wytrzymałość na ścinanie, kąt tarcia wewnętrznego, kohezja), (PN-EN ISO 14688-1, 2006). Istotną dla procesu badawczego wskazówkę stanowiła informacja, o ostrokrawędzistości ziarn minerałów regolitu księżycowego (Rybus T., 2009), (Sibille i in., 2006). W artykule, w formie graficznej oraz zestawień tabelarycznych, zestawiono wartości najistotniejszych, dla porównań dwóch gruntów, wielkości takich jak: skład granulometryczny (rys. 1), charakterystyki krzywych uziarnienia (tab. 1), wybrane właściwości fizyczne, np. gęstość nasypowa, barwa (pkt. 2), parametry mechaniczne, takie jak wytrzymałość na ścinanie, kąt tarcia wewnętrznego i kohezja (rys. 2 i 3, tab. 2). Istotnym osiągnięciem prowadzonych badań było uzyskanie polskiego zamiennika gruntu księżycowego, którego jednostkowy koszt wytworzenia jest wielokrotnie mniejszy od jednostkowego kosztu zakupu gruntu wzorcowego. Opracowany, polski analog gruntu księżycowego AGK-2010 (zgłoszony do Urzędu Patentowego w 2011 r.) został z powodzeniem wdrożony w testach penetratora KRET w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk w Warszawie.