Zespół badaczy z Wydziału Mechanicznego Politechniki Wrocławskiej, we współpracy z wrocławską spółką Four Point, opracował koncepcję urządzenia do przesiewania/sortowania regolitu księżycowego. Urządzenie pozwoli na odsianie drobnych ziaren księżycowej skały od większych kamieni i wykorzystanie ich do produkcji regolitowych cegieł. Licencję na to rozwiązanie wykupiła amerykańska firma Astroport Space Technologies.
Koncepcja urządzenia powstała jako jedna z technologii w ramach projektu przygotowania lądowiska do startów i lądowań na Księżycu zleconego przez NASA. Zadania podjęła się amerykańska firma Astroport Space Technologies, która zaprosiła do współpracy badaczy z Politechniki Wrocławskiej.
Przyszłe prace budowlane na Księżycu, w tym infrastruktura do transportu, wydobycia zasobów i potencjalnej działalności przemysłowej będą realizowane przy pomocy materiałów dostępnych na miejscu zgodnie z zasadą tzw. ISRU (In-Situ Resources Utilization). Regolit księżycowy jest przewidziany jako jeden z materiałów budowalnych. Astroport Space Technologies opracował już technologię spiekania drobnych cząstek tej skały i kształtowania z niej płyt/cegieł do budowy lądowiska księżycowego (technologia o nazwie Lunatron Bricklayer).
Ale nie cały regolit nadaje się do wykorzystania na cegły czy płyty. Konieczne zatem będzie odpowiednie przygotowanie materiału do budowy, czyli odsianie drobnych ziaren księżycowej skały od większych kamieni. I tu wchodzi zespół polskich badaczy z Wydziału Mechanicznego Politechniki Wrocławskiej, który we współpracy z wrocławską spółką Four Point opracował koncepcję urządzenia do przesiewania/sortowania księżycowego regolitu.
– W warunkach ziemskich do takiego procesu sortowania wykorzystujemy wodę, powietrze albo po prostu korzystamy z grawitacji. To nie są rozwiązania, które możemy brać pod uwagę na Księżycu – ze względu na brak dostępu do wody czy też brak atmosfery – tłumaczy dr hab. inż. Damian Pietrusiak, prof. PWr z Katedry Konstrukcji Badań Maszyn i Pojazdów na Wydziale Mechanicznym.
Dr. hab. inż. Damiana Pietrusiaka, dr. hab. Przemysław Moczko oraz dr. inż. Jakub Wróbel przygotowali koncepcję urządzenia, które do sortowania regolitu wykorzysta tylko siłę odśrodkową. Urządzenie działać będzie niezależnie od grawitacji (która na Księżycu wynosi około 1/6 grawitacji ziemskiej), co otwiera pole do zastosowania dla tego urządzenia także na dowolnej planecie czy też nawet na niewielkich planetoidach, które nie mają grawitacji.
– Nasz separator ma odśrodkowy wirnik, co jest oczywiście rozwiązaniem na pierwszy rzut oka podobnym do wielu innych. Nowością jest to, że zintegrowaliśmy bęben ze spiralą w środku – opowiada prof. Pietrusiak. – W środku obracającego się stożkowego bębna znajduje się spirala, także się obracająca, z tą samą prędkością. Dzięki temu większe cząstki regolitu trafią na spiralę i przebędą na niej całą ścieżkę, aż na dół sortera. Natomiast te drobne zostaną wyrzucone na ściany stożka i poprzez niewielkie otwory w jego powierzchni trafią do zbiornika na zewnątrz.
W ten sposób urządzenie pozwoli oddzielić osobne frakcje regolitu: drobny pył – do spiekania cegieł/płyt oraz grubsze jako materiał do podkładów konstrukcyjnych lub do wypełniania worków do budowy wału ochronnego wokół lądowiska (w technologii RegoPac – także opracowanej przez Astroport Space Technologies).
– Separator w przyszłości mógłby także posłużyć w procesach przesiewania odpowiednich frakcji regolitu do np. pozyskiwania z niego tlenu czy produkcji metali – dodaje prof. Pietrusiak. – Widzimy dla niego także potencjalne zastosowania na Ziemi jako urządzenia do przesiewania w miejscach np. o ograniczonym dostępie do wody.
Wspólny wynalazek zespołu z Wydziału Mechanicznego i firmy Four Point jest już chroniony zgłoszeniem patentowym (jako „Wirnik separatora odśrodkowego i sposób przesiewania materiałów sypkich w seperatorze odśrodkowym*). Firma Astroport Space Technologies wykupiła licencję na jego wykorzystanie i obecnie planuje pierwsze testy na prostych modelach urządzenia.
*Zgłoszenie patentowe PCT/PL2023/050070.
Proces licencjowania wynalazku wspiera Wrocławskie Centrum Transferu Technologii Politechniki Wrocławskiej. Z ofertą technologiczną rozwiązania można się zapoznać na stronie centrum.
Źródło: Politechnika Wrocławska
Opracował: Paweł Z. Grochowalski
