De maan is een stoffige plek, en in een poging om het wat netter te maken, experimenteert ESA met hoogenergetische lasers en gesimuleerde maangrond om de mogelijkheid te onderzoeken dat gesinterd maanafval wegen en landingsplaatsen kan vrijmaken voor toekomstige maanposten en het binnendringen van schadelijk stof kan voorkomen.
Zelfs vóór de eerste robotlandingen was maanstof een bron van zorg voor ruimtevaartingenieurs. Ooit was er zo weinig bekend over het maanoppervlak dat er bezorgdheid bestond dat kraters en zelfs hele maanmaria gevuld zouden kunnen zijn met extreem fijn stof dat ruimtevaartuigen als kosmisch drijfzand zou opslokken.
Gelukkig bleek dit niet het geval te zijn, maar wat de eerste ontdekkingsreizigers ontdekten was bijna net zo erg. Het maanstof waarmee de Apollo-astronauten en robotsondes zoals Surveyor en de Lunar Hodder uit de Sovjet-Unie werden geconfronteerd, werd zo stroperig vanwege het volledige gebrek aan wateruitwassing en veel statische elektriciteit dat het alles bedekte.
Tot overmaat van ramp bestaat stof uit zeer scherpe schurende deeltjes die machines en ruimtepakken in korte tijd zullen verslijten. Tegelijkertijd is stof ook een sterke thermische isolator. De door Apollo 17 gebruikte rover stortte bijna neer als gevolg van oververhitting, en de radiator van Lunar Rover 2 was ook bedekt met stof en vernietigd.
Om deze en andere redenen is het clichéscenario van een maanbasis die rustig op maangrond ligt precies wat ingenieurs willen vermijden. Het voor de hand liggende antwoord is om wegen en werkgebieden te verharden met asfalt, net zoals we dat hier op aarde doen. Omdat asfalt moeilijk te vinden is op de maan, hebben ESA-wetenschappers onder leiding van het Duitse BAM Instituut voor Materiaalonderzoek en Testen zich tot lasers gewend.
Dit concept is niet nieuw. In 1933 stelde Will W. Beach voor om gigantische lenzen te gebruiken om zonlicht te concentreren en zand te smelten om wegen aan te leggen. Het ESA-team hoopt een soortgelijke aanpak op de maan te gebruiken, waarbij Fresnel-lenzen van enkele meters breed worden gebruikt om zonlicht op de maan te richten. Maar om hun experiment eenvoudig en haalbaar te maken, verving een koolstofdioxidelaser van 12 kilowatt de zon en de lens als onderdeel van het PAVER-project.
Met behulp van gesimuleerd maanstof deed het PAVER-team meer dan kleine stofdeeltjes in gesmolten glas veranderen. In plaats daarvan worden laserstralen met een diameter van 4,5 centimeter (2 inch) gebruikt om verschillende geometrische vormen met een diameter van ongeveer 20 centimeter (8 inch) te creëren, die als tegels aan elkaar kunnen worden gekoppeld om grote oppervlakken zoals wegen en landingsplatforms te vormen.
Het materiaal is glasachtig en bros en kan barsten als het wordt samengedrukt, maar het kan ter plekke worden gerepareerd en sterker worden gemaakt door grotere gebieden te smelten en in lagen te leggen. Er wordt verwacht dat structuren zoals het 100 vierkante meter grote landingsplatform, dat bestaat uit dichte lagen van 2 centimeter dik, uiteindelijk in ongeveer 115 dagen kunnen worden gebouwd.
Bovendien zou de PAVER-methode kunnen worden gebruikt om algemene bouwmaterialen te maken voor andere constructies op de maanbuitenpost.
Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Scientific Reports.