2016-10-13

[]月面基地周辺部の簡易道路設置実験

月面開発に当たっては交通網の開設が将来的に必須になるが、月面の多くの場所において、十分な支持力が得られない。

鉄道車両の設置、あるいは架線を用いたロープウェイの設置実験必要になってくる。

まず第一に、軟弱地盤の改良についてを模索してみる必要がある。

通常、貨物も含めて総重量6トン程度の車両を想定した場合重力は6分の1であり、なおかつ4輪で設置したとすると、一点当たりの支持力は250㎏程度を必要とする。

地球上であれば通常は軟弱地盤の除去後、砕石を敷均して十分な締め固めを行う。

岩石があり、小石があり、十分な支持を得られそうな箇所もあるが、多くの箇所では微細な(シルト、あるいは粘土に分類される)砂が多い。

イメージとしては泥沼に車両を走らせるに近い。

月面においては、まだ砕石を作成するクラッシャーも、十分な重機もないため、建材としては砕石を使用できない。

そのため、今回は『土のう』を主に用いることとした。

土のうの形については、通常型の他に、トンパックとも呼ばれる大型土のう、更にはより支持力を得られる要に座布団型の土のうも用意した。

中詰め材には、月面で最も入手しやすい月面土砂の他に、汚水処理場の最終処分物の脱水ケーキ発泡スチロール使用する。

地球上では流砂において、人間よりも砂の比重が重いこともあり、丸ごと飲み込まれしまうことはほとんどないため、同様の現象を期待した。

しかし、月面の表面部は気象や水などの締め固め作用ほとんど受けていないため、圧倒的に密度が低く、月面土砂を詰めた大型土のうは大きく沈んでしまった。

大型土のうも、一箇所当たり三段ほど積み上げれば十分に支持が得られることが解った。

座布団型の土のうについては、沈み込みこそ少なかったが、結局は規定の支持力を得られるまでに積み重ねた労力と、作成の困難さを鑑みれば大型土のうに勝るものではなかった。

製作、積み込みのワーカビリティに優れるのは、通常型の土のうであり、運搬及び設置も単独で行え、また、多少の陥没に対しても積み増しが容易であった。


中詰め材については一長一短があり、月面土砂は支持地盤単位重量が近いため、十分に積み上げ、転圧を行うならば問題なく支持力を発揮する。そのうえ、現地調達可能であり、労務と土のう袋さえ確保できれば大量の製造可能である。一方で、転圧をかけても解消できない『柔らかさ』があり、路盤材としての使用については不安が残る。

その点、脱水ケーキは凍結している為、十分な硬度を発揮し、重量物の通過という点では十分な働きが期待できる。一方で、素材の入手に限界が有り、また、気温差の激しい月面での昼の間にどのような状況になるかが未検証であるさらに、大量に使用する場合、素材の運搬も困難が伴うものと考えられる。

発泡スチロールについては、拳大に砕いたものを利用したが、その重量故に携行性に優れ、作成、設置も容易であった。月面基地でも現在のところ断熱材として生産されているため、入手も容易であるしかしながら、結局は重量を加えることによって地盤の支持が得られずに全体的に沈み込んでしまった。しかし、土砂との比重考慮すれば、十分な反力(むしろ浮力)を得られる見込みであり、今後の実験に期待される。

以上が現段階の実験結果であるが、結果として、月面であっても十分な支持力を得ることが可能であることが解った。

今後は、激しい気温差の土のう袋の耐久性や、効率的施工法の模索、または表層の施工についての実験を進めていく。

(月面道路研究会季刊会報誌『月道』より抜粋

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