Ocena warunków potrzebnych do wydrukowania 3D Wioski na Księżycu

Od kilku lat Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) poważnie mówi o budowie nadającej się do zamieszkania wiosce na Księżycu, a druk 3D to duża część tego planu. Ponieważ nie można transportować materiałów konstrukcyjnych na statku kosmicznym, budowanie habitatów na Księżycu wymagałoby trójwymiarowego drukowania ich z materiałów znalezionych na powierzchni Księżyca. W artykule zatytułowanym "Additive Manufacturing for a Moon Village" grupa badaczy bada wykonalność struktur druku 3D na Księżycu i jakie technologie druku 3D mogą być do tego wykorzystywane.

Pięć różnych struktur koncepcje zostały przedstawione w artykule:

Naukowcy omawiają pomysł wykorzystania zasobów in-situ lub regolitu, materiału znalezionego na Księżycu. Przeprowadzono już wiele symulacji, ponieważ konstrukcje drukowane w 3D są budowane z materiałów podobnych do tych, które występują naturalnie na powierzchni Księżyca.

"Do testowania w analogach wymagane są techniki wytwarzania dodatków, ponieważ środowisko Księżyca może wpływać zarówno na jego działanie, jak i wydajność "- podkreślają naukowcy. "Szczególnie udana praca w próżni ze zmniejszoną grawitacją (około 17% ziemskiej) ma kluczowe znaczenie dla instalacji i późniejszego wykorzystania maszyny. Ponadto, należy poddać ocenie trwałą ekspozycję budynku na trudne warunki radiacyjne, a także uderzenie mikrometeorytu. "

Główne cechy, które należy odtworzyć w celu przeprowadzenia badań, to skład chemiczny, mineralogia, rozmiar cząstek właściwości dystrybucyjne i inżynierskie. Moondust różni się konstytucją w zależności od tego, gdzie znajduje się na Księżycu, więc te różnice również muszą być brane pod uwagę. Naukowcy dyskutują następnie o różnych rodzajach produkcji dodatków oraz o tym, jak można je zastosować do regolitu księżyca, odrzucając stereolitografię, na przykład, jako nieosiągalny dla tego rodzaju materiału. Fuzja w łóżku proszkowym jest podświetlona jako najlepsza metoda, z soczewkami przechwytującymi promienie słoneczne zastępujące wiązki laserowe.

Naukowcy wskazują na eksperyment przeprowadzony przez Markusa Kaysera w 2010 roku, w którym promienie słoneczne 3D zostały wykorzystane do drukowania piasku na pustyni. Zastosowanie tej metody na Księżycu wymagałoby strategicznego zlokalizowania bazy księżycowej w silnie nasłonecznionym obszarze, takim jak biegun południowy, który został zaproponowany przez ESA.

"Misja Księżycowej Wioski ma na celu zbudowanie stałą bazę na powierzchni Księżyca, która jest w stanie zapewnićwsparcie dla życia przez długi czas trwania misji ", podsumowują naukowcy. "Techniki wytwarzania dodatków wykorzystujące zasoby in-situ uznano za alternatywę dla budowy stałej bazy, ze względu na ogromny koszt wysłania masy na powierzchnię Księżyca. Surowcem do wykorzystania jest regolit, który można ogólnie określić jako pył uzyskany po stuleciach uderzenia mikrometeorytu. The Moon Village może być odpowiednią ramą do dalszego rozwoju produkcji dodatków, dostosowując ją do nowych wyzwań. "

Autorami publikacji są Nuria Labeaga Martínez, M. Sanjurjo-Rivo, J. Díaz-Álvarez i J. Martínez-Frías.