Research of formed lunar regholit analog AGK-2010

The results investigations of a soil having similar properties as lunar regolith performed at the Department of Drilling and Geoengineering, Faculty of Drilling, Oil and Gas, AGH University of Science and Technology in Kraków are presented in this paper. The research was carried out jointly with the Space Research Centre, Polish Academy of Sciences in Warsaw. The objective of the cooperation was to minimize the cost of tests of penetrator KRET, which will be used on the surface of the Moon. The American lunar regolith (e.g. CHENOBI) was used as reference soil. The most important properties were presented graphically in the form of figures and tables: grain size distribution, selected physical properties (bulk density, colour), selected mechanical parameters (shear strength, inner friction strength, cohesion). As a result the first Polish lunar soil analog AGK-2010 was produced.

Pierwszy polski analog gruntu księżycowego, któremu nadano symbol AGK-2010, opracowano w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii na Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie. Grunt ten został wytworzony w ramach współpracy z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Celem badań było zminimalizowanie kosztów prowadzonych przez CBK PAN testów penetratora KRET (Seweryn i in., 2011), przygotowywanego do badań powierzchni Księżyca, poprzez zastąpienie, produkowanego w Stanach Zjednoczonych, analogu regolitu księżycowego, gruntem produkcji krajowej. Próbę wzorcową stanowiły grunty o nazwie CHENOBI i JSC, produkowane w USA jako analogi regolitu księżycowego pobranego z powierzchni Księżyca przez misję Apollo 17 (Rybus, 2009), (Sibille i in., 2006). Podstawowymi właściwościami, których wartości porównywano opracowując polski odpowiednik analogu regolitu księżycowego CHENOBI były: skład granulometryczny, właściwości fizyczne (gęstość nasypowa, barwa), właściwości mechaniczne (wytrzymałość na ścinanie, kąt tarcia wewnętrznego, kohezja), (PN-EN ISO 14688-1, 2006). Istotną dla procesu badawczego wskazówkę stanowiła informacja, o ostrokrawędzistości ziarn minerałów regolitu księżycowego (Rybus T., 2009), (Sibille i in., 2006). W artykule, w formie graficznej oraz zestawień tabelarycznych, zestawiono wartości najistotniejszych, dla porównań dwóch gruntów, wielkości takich jak: skład granulometryczny (rys. 1), charakterystyki krzywych uziarnienia (tab. 1), wybrane właściwości fizyczne, np. gęstość nasypowa, barwa (pkt. 2), parametry mechaniczne, takie jak wytrzymałość na ścinanie, kąt tarcia wewnętrznego i kohezja (rys. 2 i 3, tab. 2). Istotnym osiągnięciem prowadzonych badań było uzyskanie polskiego zamiennika gruntu księżycowego, którego jednostkowy koszt wytworzenia jest wielokrotnie mniejszy od jednostkowego kosztu zakupu gruntu wzorcowego. Opracowany, polski analog gruntu księżycowego AGK-2010 (zgłoszony do Urzędu Patentowego w 2011 r.) został z powodzeniem wdrożony w testach penetratora KRET w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk w Warszawie.