슬랩스틱 코미디 소리처럼 들리는 것은 실제로 견고한 과학입니다. 서식지, 기타 구조물, 달과 화성에 영구히 존재하는 인류의 우주 여행 미래의 많은 부분에서 우주에서 콘크리트를 혼합하는 것은 심각한 사업입니다. NASA는 MICS (시멘트 응고의 미세 중력 조사)라고하는 연구 프로그램을 가지고 있으며, 이는 우리가 미세 중력으로 서식지나 다른 구조물을 어떻게 만들 수 있는지를 조사하고 있습니다.
콘크리트는 물을 세지 않고 지구상에서 가장 널리 사용되는 재료입니다. 나무보다 더 많이 사용됩니다. 또한 오랫동안 주변에있었습니다.
콘크리트는 단열 품질 외에도 방사선으로부터 보호 할 수 있으며 구조적 강도는 운석 충격으로부터 보호합니다. 건물 구조를위한 유일한 옵션은 아니지만, 역할을 수행 할 것입니다. 골재 나 물이 아닌 시멘트 자체 만 운송해야하기 때문에 중요한 재료가 될 수 있습니다.
MICS와 MVP Cell-05라는 관련 연구의 일환으로 NASA와 Pennsylvania State University는 ISS의 우주 비행사와 협력하여 콘크리트를 혼합했습니다. 지구의 콘크리트 특성은 잘 이해되어 있지만 미세 중력은 또 다른 상황을 제시합니다. 결과는 재료의 프론티어에 발표되었으며 제목은“트리 칼슘 규산염 (C- 칼슘 규산염의 미세 구조 개발에 대한 미세 중력 영향)”입니다.3S) 붙여 넣기.”
"우리의 실험은 콘크리트를 함께 고정시키는 시멘트 페이스트에 중점을 둡니다."
Aleksandra Radlinska, MICS의 수석 수사관.
콘크리트 자체는 모래, 자갈 및 암석으로 구성되어 시멘트와 함께 유지되는 골재입니다. 포틀랜드 시멘트 또는 지오 폴리머 시멘트의 두 가지 유형이 있습니다. 물과 함께 적당한 비율로 물을 섞어 섞어 모양을 짓고 제대로 경화되거나 굳 으면 매우 강한 물질입니다. 그렇기 때문에 부분적으로 콘크리트로 만들어진 로마 수로와 같은 고대 건축물이 여전히 서 있습니다.
현대 세계에서 그것이 어디에서나 어디에나 존재하더라도 그럼에도 불구하고 여전히 많은 과학자들이 그것이 어떻게 작동하는지 모릅니다. 그러나 그들은 단단 해짐에 따라 서로, 그리고 모래와 자갈과 맞 물리는 결정체를 형성하여 콘크리트의 힘을 얻는다는 것을 알고 있습니다. 과학자들은 미세 중력에서 어떻게 일어나는지 더 알고 싶어했습니다.
“우리의 실험은 콘크리트를 함께 고정시키는 시멘트 페이스트에 중점을 둡니다. 우리는 퇴적과 같은 중력 중심 현상이 없을 때 시멘트 기반 콘크리트에서 무엇이 자라는 지 알고 싶습니다.”MICS 및 MVP Cell-05의 수석 연구원 인 Aleksandra Radlinska는 말했습니다.
Radlinska는 미세 중력과 관련하여 결정질 미세 구조의 분포와 궁극적으로 재료 특성을 변화시킬 수 있다고 말했다.
Rudlinska는“우리가 발견 한 것은 우주와 지구에서 콘크리트의 개선으로 이어질 수 있습니다. "시멘트가 전 세계적으로 광범위하게 사용되므로 약간의 개선만으로도 엄청난 영향을 미칠 수 있습니다."
특정 특성을 가진 콘크리트를 생산하는 데 필요한 물, 응집체 및 콘크리트의 비율은 지구에서 잘 이해됩니다. 그러나 달은 어떻습니까? 지구 중력의 1/6 만 있습니다. 또는 지구 중력의 1/3 이상을 차지하는 화성. 실험은이 질문을 밝히기 위해 고안되었습니다.
MICS 실험에서 우주 비행사는 많은 양의 시멘트 가루를 가지고 물을 첨가했습니다. 그런 다음 다른 시간에 일부 패킷에 알코올을 첨가하여 수화를 중단했습니다.
두 번째 실험 인 MVP Cell-05에서 우주 비행사는 시멘트 덩어리에 물을 추가했지만 ISS의 원심 분리기를 사용하여 화성 및 달 중력을 포함한 다른 중력을 시뮬레이션했습니다. 두 실험의 샘플을 지구로 되돌려 분석했습니다.
MVP Cell-05의 공동 책임자 (Principal Investigator)는 Richard Grugel입니다. "우리는 이미 예상치 못한 결과를보고 기록하고 있습니다."
실험 결과, 중력 혼합 콘크리트는 미세 다공성이 증가한 것으로 나타났다. 지구 중력 샘플에는 존재하지 않는 미세 중력 샘플에는 기포가있었습니다. 부력 때문입니다. 지구상에서 기포가 위로 올라가고 실제로 콘크리트를 약화시킬 수있는 기포를 제거하기 위해 경화하기 전에 콘크리트가 기계적으로 진동하기도합니다.
MICS 및 MVP Cell-05 샘플은 모두 분쇄 된 샘플보다 더 큰 결정화를 나타냈다. 미세 중력 샘플에서 20 % 더 큰 다공성은 결정화를위한 더 많은 공간을 허용하고, 더 큰 결정은 더 큰 강도를 생성해야한다. 그러나 미세 중력 샘플에서 미세 다공성이 높을수록 밀도가 낮은 콘크리트가 생성되므로 콘크리트가 약해질 수 있습니다. 미세 중력 샘플에서 미세 기공의 크기는 또한 분쇄 된 샘플보다 1 배 더 크다.
미세 중력 콘크리트는 침강이 적어 경화 중에 작은 입자 입자가 바닥에 침전되지 않았지만 콘크리트를 통해보다 균일하게 퍼졌습니다. 그것은 콘크리트가 더 균일하여 강도에 영향을 줄 수 있음을 의미합니다.
이것은 초 중력 콘크리트에 대한 초기 연구입니다. 아주 작은 샘플에 대해서는 강도 테스트가 수행되지 않았으므로 강도에 대한 결론은 조기입니다. 그러나 1G 콘크리트와 미세 중력 콘크리트 사이의 매우 다른 특성을 지적하지만, 앞으로는 의심 할 여지가 없습니다.
Radlinska는 designboom과의 인터뷰에서“공극의 증가는 재료의 강도와 직접적인 관련이 있지만 아직 공간 형 재료의 강도를 측정하지는 않았다”고 말했다.
더:
- 연구 : Tri-calcium 규산염의 미세 구조 개발에 대한 미세 중력 효과3S) 붙여 넣기
- NASA Sciencecast : 우주에서 우리의 자리를 굳히기
- 연구 : C의 수화 제품3A, C3CaCO가 존재하는 S 및 포틀랜드 시멘트3
- designboom : NASA 우주 비행사는 우주에서 혼합 될 때 콘크리트에 어떤 일이 발생하는지 탐색
- 포틀랜드 시멘트 협회 : 시멘트 및 콘크리트
- National Space Society : 콘크리트 : 우주 정거장의 잠재적 재료
