Użycie technologii drukowania przestrzennego może znacznie uprościć tworzenie bazy na Księżycu – uważają naukowcy z Europejskiej Agencji Kosmicznej. Dzięki niej zamiast przywozić elementy konstrukcji z Ziemi, astronauci mogliby do budowy wykorzystać księżycowy pył. Podczas testów takiego drukowania 3D ESA połączyła siły m.in. z firmą słynnego architekta Normana Fostera.
Drukowanie przestrzenne to technologia polegająca na budowaniu wyrobu poprzez dodawanie materiały budulcowego metodą addytywną, czyli warstwa po warstwie. Najczęściej jest stosowana do wykonywania prototypów.
Sam proces jest dość prosty. Najpierw w programie komputerowym powstaje model tworzonego obiektu. Następnie drukarka przestrzenna "plasterkuje" go, czyli dzieli na przekroje poprzeczne, z których wyrób będzie budowany, a także ustala parametry tego procesu - takie jak grubość warstw i prędkość ich nakładania. Potem maszyna nakłada warstwy sproszkowanego materiału i spoiwa według kształtów opracowanych przekrojów.
Według twórców tej technologii do drukowania 3D można zastosować każdy materiał, który uda się sproszkować. Trudności może sprawić spojenie proszku.
Ściana jak kości ptaków
- Naziemne stosowanie technologii druku 3D pozwoliło uzyskać całościowe struktury. Nasza grupa przemysłowa zbada, czy można ją wykorzystać do zbudowania siedliska na Księżycu - powiedział kierujący projektem w ESA Laurent Pambaguian.
Jednym z partnerów projektu jest firma Foster + Partners, założona przez słynnego brytyjskiego architekta Normana Fostera. Zaprojektowała specjalną kopułę ze ścianami o komórkowej strukturze, opracowanej dla ochrony astronautów przed mikrometeoroidami (okruchami skalnymi) i promieniowaniem kosmicznym. Ta struktura przypominająca kości ptaków (zawierających puste przestrzenie, które mogą się wypełniać powietrzem), ma zapewniać korzystny stosunek wytrzymałości do wagi.
Powstała pokazowa "ściana"
- Drukowanie 3D może dopomóc w osiedlaniu się na Księżycu przy ograniczonej logistyce z Ziemi - powiedział Scott Hovland z ESA. - Nowe możliwości, jakie otwiera ta metoda, mogą być uwzględniane przez agencje kosmiczne przy planowaniu podboju kosmosu - dodał.
Projekt księżycowej bazy musiał uwzględnić właściwości księżycowego gruntu, z którego miałaby ona powstawać. Na razie wytworzono w ten sposób pokazowy blok o wadze 1,5 tony.
- W praktyce jesteśmy przyzwyczajeni do projektowania obiektów zlokalizowanych w ekstremalnych warunkach klimatycznych na Ziemi, a także stosowania lokalnych, trwałych materiałów - powiedział Xavier De Kestelier, specjalista z grupy modelowania w Foster+Partners.
Chcą mieszać pył z tlenkiem magnezu
Od strony technologicznej partnerem projektu jest brytyjska firma Monolite, która wyposażyła drukarkę 3D w układ ruchomych dysz umieszczonych na 6-metrowej ramie, służących do rozpylania spoiwa na piaskopodobny materiał budulcowy.
W bardziej "zwyczajnych" projektach produkowany przez Monolite sprzęt jest używany np. do tworzenia rzeźb albo sztucznych raf koralowych, chroniących plaże przed wyniszczającym wpływem fal morskich. W przypadku projektu ESA specjaliści firmy musieli uwzględnić stosowanie jako tworzywa księżycowego pyłu.
- Po pierwsze musimy zmieszać symulowany księżycowy materiał z tlenkiem magnezu. To zamienia go w "papier", którego możemy użyć do drukowania. Jako nasz strukturalny "atrament" stosujemy spajającą sól, która zmienia materiał w tworzywo mocne jak kamień - opisywał Enrico Dini, założyciel Monolite. - Nasza obecna drukarka buduje w tempie około 2 m na godzinę. Nasz projekt kolejnej generacji powinien już osiągnąć 3,5 m na godzinę, co umożliwia wykonanie całego budynku w ciągu tygodnia - dodał.
Autor: js/mj / Źródło: ESA