Production of synthetic Moon soils and their fiberization for lunar settlement applications

Abstract

[ES] La industria espacial tomará otra dirección pronto. Después de décadas de exploración espacial exclusiva para robots, nuevas mejoras y rivalidades han revivido el interés por las misiones tripuladas y las bases permanentes en la Luna y más allá. Estos asentamientos serían muy costosos, debido al elevado coste de llevar carga a órbita y luego al satélite. Por tanto, nuevas tecnologías y aplicaciones han de ser creadas y mejoradas para una mejor efectividad de coste. La utilización de recursos in situ, en la cual la NASA y la ESA se están centrando especialmente, es una solución de ahorro efectiva. El objetivo de este trabajo es determinar la factibilidad de la producción de fibras a partir del suelo lunar. Las fibras muestran una gran versatilidad en sus aplicaciones, ya que pueden ser procesadas a voluntad. Pueden ser usadas como material de refuerzo en construcción, o como tela, mobiliario, chasis, etc. Para ello, probar si es posible usar basalto lunar para fibrización es un paso importante en el caso de la utilización de recursos in situ de la Luna. En primer lugar, la composición de una cierta muestra de regolito lunar fue recreada y su ventana de fibrización estudiada con el fin de poder hilar las fibras. Las fibras resultantes fueron caracterizadas y sus posibles aplicaciones fueron dadas acorde a sus resistencias y limitaciones.

[EN] Space industry is about to take another direction. After decades of exclusive robotic space exploration, new developments and rivalries have revived the interest for manned missions and permanent bases on the Moon and beyond. These settlements would be very pricey, due to the high cost of bringing a payload into orbit and then to the satellite. Therefore, new technologies and applications must be created and improved for a better cost-effectiveness. In situ resource utilization, in which NASA and ESA are especially focusing, is an effective saving solution. The aim of this work is to determine the feasibility of producing basalt fibres from lunar sand. Fibres show a large versatility on their applications, as they may be processed at will. They can be used as construction material reinforcement, or as fabric, furniture, chassis, etc. For that reason, checking if it is possible to use lunar basalt for fiberization is an important step for in situ Moon resource utilization. Firstly, the composition of certain Moon sand was recreated and the expected fiberizing window was studied in order to produce fibers by spinning. The resulting fibres were characterized and the possible applications according to their strengths and limitations were defined.