3D печать на Луне и Марсе⁠⁠

Когда дело дойдет до изучения, даже колонизации Луны и Марса, 3D-печать, возможно, будет использоваться для создания дорог и сооружений с использованием их грунта и пыли.

Сейчас, когда мы приближаемся к 50-летию лунной миссии «Аполлон-13», может показаться странным, что мы только планируем вернуться на Луну. И это планирование сейчас развивается всерьез. Мы не только ожидаем достижения Луны отдельными миссиями, мы планируем открыть мастерскую на поверхности Луны. Похоже, что по мере развития этих планов, 3D-печать станет большой частью проекта. 3D-принтеры, которые разрабатываются для Луны, предназначены для строительства конструкций и дорог из местных материалов. Это исключило бы дорогостоящий и длительный процесс доставки материалов на Луну. Промышленные партнеры, включая архитекторов Foster + Partners, объединились с Европейским космическим агентством (ESA), чтобы проверить возможность 3D-печати с использованием лунного грунта.

Компания Foster + Partners разработала конструкцию купола с ячеистой структурированной стеной для защиты от микрометеороидов и космического излучения, включая герметичное надувное убежище для укрытия астронавтов.

Проведение 3D-печати на Луне потребует надежного источника питания. Хотя использование солнечной энергии возможно, ее может быть недостаточно для всех процессов 3D-печати. «Потребность в энергии для реализации процессов 3D-печати все еще находится в стадии изучения. Адвенит Макая, ведущий инженер-технолог ESA, рассказал Design News: «Солнечная энергия является основной, но могут потребоваться другие источники энергии, в зависимости от типа 3D-печати».

Для 3D-печати на Луне и Марсе был разработан ряд процессов (типов 3D-печати). «Для таких процессов, как солнечное спекание, потребуется только питание для перемещения головки принтера через область печати, поскольку энергия, необходимая для консолидации реголита, напрямую поступает от солнечного света», — сказал Макая. «Для других процессов, связанных с лазерами или микроволнами, потребовалось бы достаточно много энергии для генерации источника тепла в дополнение к мощности, необходимой для перемещения головки принтера».

В поисках материалов на Луне и Марсе

Чтобы сделать 3D-печать на Луне практически осуществимой, ученые ищут материалы, которые уже находятся на Луне или Марсе, так как переправка материалов с Земли на Луну или Марс будет трудной и дорогой. «Инженеры и исследователи, работающие в этой области, работают с так называемыми симуляторами реголита. Эти симуляторы предназначены для воспроизведения требуемых свойств лунного или марсианского реголита», — сказал Макая. «К ним относятся гранулометрический состав или минералогические свойства. Разработка адекватных симуляторов является необходимой и важной областью исследований, в которой в настоящее время участвуют несколько действующих лиц в Европе и за ее пределами». В то время как события продвигаются вперед, нет никаких фиксированных сроков, чтобы подготовиться к появлению человеческих сообществ на Луне и Марсе. «В настоящее время нет информации о действиях на лунной или марсианской поверхности, которые потребовали бы использования 3D-печати», — сказал Макая. «Исследования лунной поверхности, которые в настоящее время запланированы, не будут применять 3D-печать. Аддитивное производство с использованием реголита больше рассматривается как долгосрочная возможность для обеспечения устойчивой геологоразведочной деятельности».

Создание сообщества для внеземных технологий

Макая отметил, что ESA координирует свои действия с NASA и его усилиями по развитию технологий для использования на поверхности Луны и Марса. «ESA и NASA постоянно обсуждают потенциальное партнерство, в том числе в области исследования Луны», — сказал Макая.

Помимо космических агентств, другие организации, вероятно, будут разрабатывать внеземную 3D-печать. «ESA рассчитывает на мобилизацию и стимулирование развития европейского промышленного и академического сообщества в своих государствах-членах для поддержки соответствующего перечня технологий для космической деятельности», — сказал Макая. «3D-печать включена в него».

Когда-то таким коммерческим партнером ESA был Foster + Partners. Компания разработала конструкцию купола с ячеистой структурированной стеной для защиты от микрометеороидов и космического излучения, включая герметичное надувное убежище для укрытия астронавтов. Концепция основана на использования 3D-печати и материалов, находящихся на поверхности Луны.

Итальянская фирма по исследованию космического пространства Alta SpA также участвует в разработке жилья для лунной базы. Компания сотрудничала с Пизанским инженерным университетом Scuola Superiore Sant’Anna в области адаптации методов 3D-печати к миссии на Луну и обеспечения контроля качества процесса. Оценивался также эффект работы в вакууме.

Итальянская космическая исследовательская фирма Alta SpA сотрудничала с Пизанским инженерным университетом Scuola Superiore Sant’Anna в области адаптации методов 3D-печати к миссии на Луну и обеспечения контроля качества процесса.

ESA запустило официальный процесс для сбора идей и предлагаемых технологий для выполнения 3D-печати на Луне и Марсе. «ESA также недавно открыла официальный конкурс идей для производства и строительства вне Земли, где интересные идеи от организаций, зарегистрированных в государствах-членах ESA, могут получить финансирование для разработки концепций и технологий», — сказал Макая.

источник | оригинальная статья