Medžiagos proveržis: natūrali apsauginė mėnulio bazalto galia
Pagrindinė šio žvalgymo žvyro vertė yra jo unikali sudėtis ir struktūra. NASA Mėnulio mėginių analizė atskleidžia, kad bazalto akmenukuose (20-40 mm skersmens) iš Mėnulio Oceanus Procellarum regiono yra daug ilmenito (FeTiO₃), kurio kiekis siekia net 25–30%. Šis geležies-titano oksidas ne tik suteikiaakmenukaipasižymi puikiu konstrukciniu stiprumu (gniuždymo stipris ＞200 MPa, gerokai viršijantis Žemės bazaltą), bet ir tanki kristalinė gardelė per branduolines reakcijas išsklaido didelės energijos daleles, veikdama kaip natūralus „radiacijos skydas“.
Dar svarbiau, kad jis natūraliai kaupia vandenilį: bandymai rodo, kad vandenilio kiekis šiuose akmenėliuose siekia daugiau nei 8000 ppm (daugiausia hidroksilo pavidalu mineralinėse gardelėse). Vandenilio branduoliai (protonai) turi itin didelį sąveikos-skerspjūvį su didelės-energijos kosminiais spinduliais (pvz., galaktikos kosminiais spinduliais, GCR), efektyviai sugeriančiais ir lėtinančiais įkrautas daleles (pvz., protonus, alfa daleles). Jo apsauginis efektyvumas yra dvigubai didesnis nei aliuminio (pagal ekvivalentinę masę), o tai pašalina pavienių metalinių medžiagų (pvz., aliuminio) trūkumą apsaugant nuo didelės energijos dalelių.
Palyginti su Žemėje{0}}gabenamomis medžiagomis, Mėnulio vietiniai akmenukai turi reikšmingų pranašumų: 1 tonai aliuminio nugabenti į Mėnulį reikia maždaug 50 tonų degalų, o vietoje iškasamus bazalto akmenukus tereikia paprasčiausiai išskrosti ir apdoroti, todėl išlaidos sumažėja 90 % ir išvengiama didžiulio energijos suvartojimo iš Žemės transportavimo{{5}.
Apsauginis efektyvumas: nuo apsaugos nuo radiacijos iki dulkių kontrolės
Bandymo duomenys patvirtina, kad giluminio{0}}kosmoso tyrinėjimo žvyras savo apsauginėmis savybėmis lenkia tradicines medžiagas. Atliekant radiacijos bandymus, imituojančius Mėnulio aplinką, 30 cm-storio skydas, pagamintas iš šių akmenukų, pasiekia 65 % ekranavimo efektyvumą prieš 1–10 GeV protonus, o tai 40 % geresnis, palyginti su lygiaverčiu aliuminio skydu (25 %). Sunkiųjų jonų (pvz., geležies jonų) ekranavimo koeficientas yra dar reikšmingesnis – 58 % (palyginti su . 12 % aliuminio), galinčiu kontroliuoti astronautų metinę radiacijos dozę neviršijant 500 mSv saugos slenksčio (apie 1/3 tos, kuri yra tarptautinėje kosminėje stotyje).
Tuo tarpu jo efektyvumas slopinant mėnulio dulkes yra toks pat pastebimas. Mėnulio regolitas (dalelės ＜20 μm) lengvai pakilo dėl elektrostatinio poveikio, trinančios įrangos ir žalojančių astronautų plaučius. Natūrali bazalto akmenukų struktūra (20-40 mm dalelės, sudarančios ištisines poras) fiksuoja paviršiaus dulkes dėl gravitacijos ir trinties, todėl uždengtose vietose dulkių padidėjimas sumažėja 80 % – daug geriau nei metalinės plokštės (sumažėjimas tik 30 %). Ši dviguba „ekranavimo + dulkių slopinimo“ funkcija žymiai sumažina Mėnulio bazių priežiūros išlaidas.
Ilgalaikiai stabilumo testai dar labiau patvirtina jo vertę: po 1000 valandų imituoto saulės vėjo poveikio (didelis-energijos dalelių srautas), akmenukų ilmenito struktūra reikšmingo skilimo nerodo, o vandenilio nuostoliai yra ＜5 %; po 300 terminių ciklų (nuo -173 laipsnių iki 127 laipsnių), suskaidymo greitis yra ＜1%, visiškai atitinkantis ekstremalios mėnulio aplinkos reikalavimus.
Inžinerinis taikymas: pagrindinės infrastruktūros medžiaga, skirta Artemis programai
Kaip pagrindinė NASA „Artemis“ programos technologija, giluminis{0}}kosmoso tyrinėjimo žvyras buvo įtrauktas į nuolatinės Mėnulio bazės infrastruktūros planą (numatoma dislokuoti 2026 m.). Remiantis planais, Mėnulio modulio bazėje bus sudėtinė „žvyro-dervos“ struktūra: kaip užpildas bus naudojamas sijotas bazalto akmenukas, sumaišytas su in-situ išlydytu mėnulio stiklu, pilamas į 50 cm-storio apsauginį sluoksnį, kuris tarnauja ir kaip modulio pamatas, ir kaip spinduliuotės apsauga.
Sąnaudų apskaita rodo, kad šio žvyro gavyba ir apdorojimas kainuoja maždaug 1 200 USD už toną (įskaitant atskyrimą ir magnetinį atskyrimą ilmenito valymui), o tai yra daug mažesnė nei Žemėje transportuojamas aliuminis (10 000 USD už toną). Vien pradiniam 1000 ㎡ Mėnulio bazės apsaugos projektui galima sutaupyti daugiau nei 8 mln.
Dar giliau, jis pakeičia gilias{0}}kosmoso tyrinėjimo paradigmas: naudojant „in-situ išteklių panaudojimą (ISRU)“ Mėnulio akmenukai ne tik išsprendžia apsaugos problemas, bet ir patvirtina „nežemiškos infrastruktūros, palaikomos nežemiškais ištekliais“, įgyvendinamumą, suteikdami pakartojamą techninį kelią būsimai Marso bazės statybai. Kaip pažymėjo NASA vyriausiasis mokslininkas: „Šie akmenys iš Mėnulio bus pirmasis žmonijos laiptelis į gilųjį kosmosą“.