La Lune est un endroit poussiéreux, et dans le but de la rendre un peu plus propre, l'ESA expérimente des lasers à haute énergie et un sol lunaire simulé pour explorer la possibilité de débris lunaires frittés pour paver les routes et les sites d'atterrissage des futurs avant-postes lunaires et empêcher l'entrée de poussières nocives.
Même avant les premiers atterrissages robotisés, la poussière lunaire était une préoccupation pour les ingénieurs spatiaux. À une certaine époque, on savait si peu de choses sur la surface lunaire qu'on craignait que les cratères et même les mers lunaires entières puissent être remplis de poussière extrêmement fine qui avalerait les vaisseaux spatiaux comme des sables mouvants cosmiques.
Heureusement, cela n’a pas été le cas, mais ce que les premiers explorateurs ont trouvé était presque aussi mauvais. La poussière lunaire rencontrée par les astronautes d'Apollo et les sondes robotiques comme Surveyor et le Lunar Hodder de l'Union soviétique est devenue si visqueuse en raison de l'absence totale d'eau de lavage et de beaucoup d'électricité statique qu'elle a tout recouvert.
Pour aggraver les choses, la poussière est composée de particules abrasives très coupantes qui useront les machines et les combinaisons spatiales en peu de temps. Dans le même temps, la poussière est également un puissant isolant thermique. Le rover utilisé par Apollo 17 a failli s'écraser à cause d'une surchauffe, et le radiateur du Lunar Rover 2 a également été couvert de poussière et détruit.
Pour ces raisons et d’autres, le scénario cliché d’une base lunaire assise tranquillement sur le sol lunaire est exactement ce que les ingénieurs veulent éviter. La réponse évidente est de recouvrir les routes et les zones de travail d’asphalte, comme nous le faisons ici sur Terre. Comme l'asphalte est difficile à trouver sur la Lune, les scientifiques de l'ESA, dirigés par l'institut allemand BAM pour la recherche et les essais sur les matériaux, se sont tournés vers les lasers.
Ce concept n'est pas nouveau. En 1933, Will W. Beach proposa d'utiliser des lentilles géantes pour concentrer la lumière du soleil et faire fondre le sable pour construire des routes. L'équipe de l'ESA espère utiliser une approche similaire sur la Lune, en utilisant des lentilles de Fresnel de plusieurs mètres de large pour concentrer la lumière du soleil sur la Lune. Mais pour rendre leur expérience simple et réalisable, un laser au dioxyde de carbone de 12 kilowatts a remplacé le soleil et la lentille dans le cadre du projet PAVER.
En utilisant de la poussière lunaire simulée, l’équipe PAVER a fait bien plus que transformer de minuscules grains de poussière en verre fondu. Au lieu de cela, des faisceaux laser d'un diamètre de 4,5 centimètres (2 pouces) sont utilisés pour créer différentes formes géométriques d'environ 20 centimètres (8 pouces) de diamètre, qui peuvent être verrouillées ensemble comme des tuiles pour former de grandes surfaces telles que des routes et des aires d'atterrissage.
Le matériau est vitreux et cassant et peut se fissurer lorsqu'il est comprimé, mais il peut être réparé sur place et renforcé en faisant fondre de plus grandes zones et en les superposant. On s'attend à ce qu'à terme des structures telles que la piste d'atterrissage de 100 mètres carrés (1 076 pieds carrés), composée de couches denses de 2 centimètres (1 pouce) d'épaisseur, puissent être construites en 115 jours environ.
De plus, la méthode PAVER pourrait être utilisée pour créer des matériaux de construction généraux pour d’autres structures de l’avant-poste lunaire.
La recherche a été publiée dans Nature Scientific Reports.