עם התפתחות הציוויליזציה מגיעים כבישים, וזה יהיה נכון במיוחד על הירח. לשם כך יש להרחיק את האבק. בעידן אפולו האבק חסם ציוד ושחק חליפות חלל.
כאשר האסטרונאוטים יחזרו לפני הירח, הם כנראה ינהגו יותר מאשר ילכו – אבל כדי להרחיק אבק ירחי מעופף הם יזדקקו לכבישים. פרויקט של סוכנות החלל האירופית ESA שדווח ב-Nature Scientific Reports בדק אפשרות של יצירת משטחים ראויים לכבישים על ידי התכת אבק ירח מדומה באמצעות לייזר חזק.
עם התפתחות הציוויליזציה מגיעים כבישים, וזה יהיה נכון במיוחד על הירח, רק צריך קודם כל להרחיק את האבק. אבק הירח הוא עדין ביותר, שוחק ודביק. בעידן אפולו האבק חסם ציוד ושחק חליפות חלל.
הנחתת סרוויור 3 נסחפה באבק כאשר מודול הירח של אפולו 12 נחת כ-180 מטרים ממנה. מודלים נוכחיים של נאס"א מצביעים על כך שכאשר נחתות ירח נוחתות, זרמי המנוע שלהן יכולים להזיז טונות של אבק, שעלול להידבק למשטחי הנחתת ולכסות את כל האזור סביב נחיתה.
התגובה המעשית ביותר היא להרחיק אבק על ידי סלילת אזורי פעילות על הירח, כולל כבישים ומשטחי נחיתה. הרעיון להתיך חול ליצירת דרכים הוצע לראשונה לכדור הארץ, עוד ב-1933.
פרויקט PAVER של ESA – סלילת הדרך לסינטור גדול שטח של רגולית – חקר את היתכנות אותה גישה לסלילת כבישים על הירח, בהובלת מכון BAM לחקר חומרים בגרמניה יחד עם אוניברסיטת אאלן בגרמניה, קבוצת LIQUIFER Systems באוסטריה וגרמניה ואוניברסיטת קלאוסטהאל לטכנולוגיה בגרמניה, בתמיכת המכון לפיזיקת חומרים בחלל של סוכנות החלל הגרמנית DLR.
הקונסורציום השתמש בלייזר דו-תחמוצת הפחמן בהספק 12 קילו-ואט כדי להתיך אבק ירח מדומה למוצק זכוכיתי, כדרך לבנות משטחים סלולים על פני הירח.
כפי שמהנדס החומרים של ESA, אדווניט מקאיה, מסביר, הפרויקט למעשה חוזר לקונספט המקורי מ-1933: "בפועל לא נביא לייזר דו תחמוצת פחמן לירח. במקום זאת, הלייזר הנוכחי משמש כמקור אור לניסויים שלנו, כדי להחליף אור שמש ירחי שניתן לרכז באמצעות עדשת פרסנל בקוטר כמה מטרים כדי לייצר התכה מקבילה על פני הירח.
"בפרויקטים קודמים של ניצול משאבים באתר - כולל בניית לבנים באמצעות חום שמש מרוכז במראות – הסתכלנו על התכת פני השטח מוגבלת לנקודות התכה קטנות יחסית, ממילימטרים בודדים עד כמה סנטימטרים בקוטר. לבניית כבישים או משטחי נחיתה נדרש נקודת מיקוד רחבה הרבה יותר, כדי לסרוק שטח רחב מאוד בפרק זמן מעשי."
במתקנים שהותקנו באוניברסיטת קלאוסטהאל לטכנולוגיה, הקונסורציום השיג נקודת מיקוד של 5-10 ס"מ.
תוך ניסוי וטעייה, הם פיתחו אסטרטגיה להשתמש בקרן לייזר 4.5 ס"מ כדי ליצור צורות גאומטריות חלולות-מרכז בקוטר כ-20 ס"מ שניתן לחבר יחד ליצירת משטחים מוצקים גדולים שיכולים לשמש ככבישים או מסלולי נחיתה.
אדווניט מוסיף: "התברר שלמעשה זה היה קל יותר לעבוד עם רגולית בנקודת מיקוד גדולה יותר, כי בקנה מידה של מילימטרים חימום יוצר כדורים מותכים שמתח הפנים שלהם מקשה על צבירתם למשטח. קרן רחבה יותר מייצרת שכבה יציבה של רגולית מותך שקל יותר לשלוט בו.
"החומר המתקבל הוא זכוכיתי ושביר, אבל הוא יהיה בעיקר תחת כוחות לחיצה כלפי מטה. גם אם הוא נשבר אנחנו יכולים להמשיך להשתמש בו, ולתקן אותו כפי שיידרש."
שכבת התכה בודדת היא כ-1.8 ס"מ עומק
הצוות מצא שחימום מחדש של כביש סלול מקורר יכול לגרום לו להישבר, לכן הם עברו לגאומטריות הכוללות חציות מינימליות. שכבת התכה בודדת היא כ-1.8 ס"מ עומק; מבנים וכבישים בנויים עשויים להיות מורכבים ממספר שכבות, בהתאם לכוחות העומס הנדרשים.
ג'נס גינסטר, העומד בראש אגף תהליכי ייצור חומרים רבים ב-BAM, מסביר: "עומק התכה גבוה כל כך ליצירת מבנים מסיביים יכול להיות מושג רק על ידי נקודות לייזר גדולות."
הצוות מעריך שניתן לבנות משטח נחיתה של 100 מטרים רבועים בעובי 2 ס"מ של חומר מהודק ב-115 ימים.
פרויקט זה מקורו בקול קורא לרעיונות של יסוד הגילוי בפעילויות היסודיות של ESA באמצעות פלטפורמת החדשנות הפתוחה OSIP. הקול הקורא ביקש רעיונות מחקר הקשורים לייצור ובנייה מחוץ לכדור הארץ.
הקול קורא נענה לא פחות מ-69 פעמים. מתוכם, יושמו 23 רעיונות– על בסיס הערכה שבוצעה על ידי פאנל של מומחי ESA, שניקדו את הרעיונות על פי חדשנותם.
"קול קורא ראשוני זה היה השקעה אפקטיבית מנקודת מבטנו", מציין אדווניט, "זה פתח מסלולי מחקר מבטיחים רבים למעקב".
הפרויקט הוא חלק מתכנית החקר Terrae Novae של ESA, המובילה את המסע האירופי המאוייש למערכת השמש, עם יעדים במסלול נמוך סביב כדור הארץ, הירח ומאדים.