W Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie otwarto laboratorium badań materiałów w warunkach obniżonej grawitacji. Testy w nim prowadzone pomogą zrozumieć zachowanie się materiałów oraz poznać interakcje między np. lądownikiem a powierzchnią małego ciała niebieskiego.
Specjalistyczna pracownia działa na Wydziale Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami AGH. Realizowane w niej będą badania m.in. różnorodnych materiałów budowlanych, gruntów grubo i drobnoziarnistych oraz materiałów będących analogami skał pokrywających Ziemię i inne planety skaliste w warunkach obniżonej grawitacji.
Wiedza o tym, jaki wpływ mają zmienne warunki grawitacyjne na parametry wytrzymałościowe i odkształceniowe materiałów, może przynieść istotne wsparcie w przyszłości, np. w trakcie planowania eksploracji kosmosu, zarówno przez bezzałogowe próbniki, jak i załogowe pojazdy kosmiczne, ale także w dyscyplinach takich jak inżynieria materiałowa, górnictwo kosmiczne czy budownictwo. Tym samym poszerzamy spektrum badań prowadzonych na naszym wydziale i udostępniamy nową przestrzeń dla naukowców, którzy będą mogli badać procesy w warunkach mikrograwitacji i projektować narzędzia do wykorzystywania poza Ziemią – zaznacza prof. Marek Cała, dziekan Wydziału Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami.
W swoich badaniach sprawdzam, w jaki sposób warunki mikrograwitacji wpływają na parametry fizyczne i mechaniczne różnorodnych gruntów, w tym piasków, pyłów czy glin. Wyniki mogą być wsparciem dla projektantów urządzeń lądujących w przyszłości na obcych planetach czy księżycach – tłumaczy doktorantka Malwina Kolano.
Symulanty, czyli materiały imitujące warunki podłoża panujące na innych ciałach niebieskich, mogą być pochodzenia naturalnego lub sztucznego, wytworzone z elementów lądowych lub meteorytowych.
Ważne jest, aby posiadały jedną lub więcej właściwości fizycznych, mechanicznych albo chemicznych ciała niebieskiego, które chcemy zasymulować – tłumaczy geolożka.
W nowej pracowni wykorzystywany jest także penetrator, rodzaj stożka, który zagłębia się w badany materiał. Eksperymenty mają dać odpowiedź na pytanie, jakie parametry muszą mieć np. urządzenia drążące, które kiedyś polecą w kosmos oraz jakie parametry mechaniczne posiada regolit pokrywający powierzchnię ciała niebieskiego, po otrzymaniu informacji na jaką głębokość i z jaką siłą zagłębił się w nim penetrator. Specyfika badań polega na tym, że są one prowadzone w warunkach obniżonej grawitacji. Naukowcy osiągają ten stan poprzez spadek materiału z różnym przyspieszeniem (od spadku prawie swobodnego, do spadku osiągającego przyspieszenie rzędu ok. 3,0 m/s2). Do tego celu wykorzystywana jest specjalistyczna wieża zrzutowa. Licząca ponad pięć metrów konstrukcja umożliwia czterometrowy lot ładunku. Wieża zrzutów w AGH wyróżnia się spośród innych tego typu konstrukcji możliwością badania przyspieszeń w szerszym przedziale, takich jakie są na Marsie lub np. na Księżycu. Wystrzeliwane ładunki na wieży zrzutowej uderzają w materiał, który przemieszcza się ze stałym przyspieszeniem rzędu 0,05–3,0 m/s2. Dzięki zmiennym przyspieszeniom można obserwować badane materiały w warunkach obniżonej grawitacji.
źródło: AGH