Лунная гравитация ухудшила помол имитатора реголита

Подробно

Что показал эксперимент с измельчением реголита при лунной гравитации?

Команда студенческого проекта Lunar Mill испытала три экспериментальных устройства: мельницу с лезвиями, шаровую мельницу и автоматическую ступку с пестиком. Работа «Lunar regolith simulant milling under lunar gravity conditions» вышла 9 октября 2026 года в npj Space Exploration (том 2, статья 39). Рукопись поступила в редакцию 2 июля и была принята 28 августа 2026 года.

Авторы статьи - Connor J. MacRobbie, Sayan Saha, Omer Syed, Spencer Dionisio, Kyle MacRobbie, John Z. Wen и Madelyn MacRobbie. Первые шесть представляют Университет Ватерлоо, Madelyn MacRobbie - Мичиганский технологический университет. Руководитель проекта и автор для переписки - John Z. Wen.

Шаровая мельница и ступка уменьшили размер частиц и при земной, и при имитированной лунной гравитации, но во втором случае эффект при сопоставимом времени обработки оказался слабее. Вывод исследователей в близком переводе:

«Лунная гравитация снизила способность обоих устройств измельчать частицы имитатора реголита по сравнению с земной гравитацией».

О третьем устройстве - результат авторов в близком переводе:

«Мельница с лезвиями не показала значимого уменьшения размера частиц или различий между земной и лунной гравитацией».

Точную величину снижения эффективности именно в полётном сравнении в доступных материалах однозначно выделить не удалось.

Как проходили испытания в параболических полётах?

Оба полёта выполнил исследовательский самолёт Falcon 20 Национального исследовательского совета Канады. В каждом полёте испытали по одному образцу на каждое из трёх устройств, то есть всего по два полётных образца на устройство. Даты вылетов и аэропорт в статье не указаны. По данным SEDS Canada, проект отобрали для кампании CAN-RGX 2024–2025 годов, а сам эксперимент проведён в 2025 году.

• Первый полёт: 8 парабол и 188,1 секунды в режиме лунной гравитации, из них мельницы работали 177,9 секунды. Среднее ускорение - около 1,67 м/с².
• Второй полёт: 9 парабол и 208,4 секунды в нужном режиме, среднее ускорение - около 1,61 м/с². Установка проработала в сумме 260,4 секунды, из них 52 секунды вне нужного режима: её непреднамеренно включила помеха.
• В статье длительность обработки образцов округлена до 3 и 4,5 минуты.

Это короткие повторяющиеся интервалы пониженной гравитации, а не непрерывная работа на поверхности Луны.

Для сравнения те же устройства с той же массой материала испытали на Земле, в том числе с длительностью, как у полётных образцов. Размер частиц измеряли методом лазерной дифракции: из каждой обработанной партии брали три пробы и измеряли каждую по пять раз. 15 измерений относятся к одной партии и не означают 15 независимых опытов.

Как устроены мельницы и сколько энергии они потребляют?

У шаровой установки был стальной барабан диаметром 7,62 см, вращавшийся со скоростью 50 об/мин. Восемь стальных шаров диаметром 12,7 мм удерживал ближе к материалу магнит, в барабан загружали 38 г имитатора. Автоматическая ступка с подпружиненным пестиком тоже работала на 50 об/мин и вмещала 8 г материала.

В 20-минутных наземных опытах средний размер частиц, взвешенный по площади поверхности, снизился с 54,9 до 36,0 мкм в шаровой мельнице и до 18,6 мкм в ступке. Эти опыты потребовали 10,1 и 9,4 кДж соответственно. По расчёту авторов, при таких размерах устройств и условиях шаровая мельница была примерно на 20% эффективнее ступки по выбранному ими показателю. Это сравнение двух устройств на Земле, а не оценка эффективности на Луне.

При питании 12 В на Земле мельница с лезвиями потребляла 9,6 Вт, шаровая - 8,4 Вт, ступка - 7,8 Вт. Нагрузку на двигатели при пониженной гравитации отдельно не оценивали, поэтому мощность в этом режиме могла быть другой.

Зачем измельчать лунный грунт?

Авторы считают, что результаты помогут выбрать способ предварительной обработки местного лунного сырья. Такая подготовка нужна перед извлечением кислорода и металлов, производством материалов и другими процессами использования ресурсов на месте. Ни извлечение ресурсов, ни промышленную переработку в эксперименте не показывали.

Для практического применения, по оценке авторов, ещё нужно проверить масштабирование, долговечность и рабочую конфигурацию устройств.

Какие ограничения у исследования?

JSC-1A - земной имитатор реголита из вулканического материала Аризоны. Сами авторы отмечают, что он может отличаться от настоящего лунного грунта составом, формой частиц, электрическим зарядом и магнитными свойствами. Выборка невелика: по два полётных образца на устройство при коротких интервалах пониженной гравитации. Полный набор исходных данных не опубликован, его можно получить у автора для переписки по обоснованному запросу.

Авторы называют работу первым известным исследованием влияния лунной гравитации на измельчение реголита. Однако, по данным NASA TechPort, компания Interlune в рамках отдельного проекта CRUMBLE уже испытывала измельчение имитатора лунного реголита в параболических полётах в 2024–2025 годах. Методики и опубликованные результаты двух проектов различаются, поэтому называть новую работу первой в мире без оговорок нельзя.

Независимых экспертных оценок статьи на момент публикации найти не удалось.