Visi žinome, kad laikas Mėnulio bazei praėjo. Bet visko, ko reikia iš Žemės, kad būtų galima pastatyti bazę, siuntimo kaina yra per didelė. Žemės gravitacija yra per gili ir per stipri, kad viską pasiektų raketos. Taigi, koks sprendimas?
Pagal ESS, sprendimas yra priedų gamyba (angl. Additive Manufacturing - AM) ir esamų išteklių panaudojimas (ISRU).
ESA veda projektą, kad sugalvotų būdų, kaip AM arba 3D spausdinimą būtų galima naudoti dabar ir ateityje, kad Mėnulio bazė būtų labiau įmanoma. Projektas vadinasi „Mėnulio bazės gavimas naudojant 3D spausdinimo technologijas“. Tai yra sena pradžia gyvenimo sausumoje dvasia, tačiau iš naujo paleista naudojant modernias, pažangias technologijas. AM ir ISRU apribos mūsų logistinę priklausomybę nuo Žemės ir leis didžiąją dalį Mėnulio bazės pastatyti iš Mėnulyje prieinamų išteklių; būtent pačios Mėnulio dulkės.
„3D spausdinimas yra potenciali priemonė palengvinti mėnulio atsiskaitymą su mažesne logistika iš Žemės“. -Scott Hovland iš ESA žmonių kosminių skrydžių komandos.
Galiausiai, remiantis ESA, daugybė medžiagų ir įrangos, reikalingų Mėnulio bazei, gali būti atspausdinta 3D formatu ten, kur ir kur reikia. Viskas, pradedant statybinėmis medžiagomis ir baigiant saulės baterijomis, įranga ir įrankiais iki drabužių, Mėnulyje gali būti spausdinama 3D formatu. Gali būti, kad net maistines medžiagas ir maisto ingredientus gali pateikti 3D spausdinimas.
3D spausdinimas ne tik sumažina Mėnulio bazės kainą, bet ir padaro visą įmonę jautresnę ir pritaikomą. Mėnulio regolitas gali būti naudojamas ne tik norint pagaminti kuo daugiau konstrukcijų ir daiktų, bet ir perdirbti ir pakartotinai panaudoti iš Žemės atvežtus daiktus.
Projekte „Mėnulio bazės perėmimas ...“ pateikiamas Mėnulio bazės trifazis planas, kuris labai priklauso nuo 3D spausdinimo:
- Pirmas etapas: išgyvenamas. Čia aptariami pagrindai, reikalingi tam, kad maža įgula galėtų išgyventi Mėnulyje, kaip ir gyvenamosios patalpos.
- Antrasis etapas: tvarus. Tai rodo, kad Mėnulio bazė yra plečiama, įtraukiant daugiau įgulos kambarių, gamybos zonas ir tyrimų įrenginius.
- Trečias etapas: Operatyvus. Šioje fazėje Mėnulio bazė yra visiškai veikianti ir pastatyta ilgalaikiam gyvenimui.
„Pasirinkti spausdinimo procesai leistų turimas medžiagas perdirbti įvairiems tikslams“, - aiškina Antonella Sgambati iš „OHB System AG“, valdančios projektą. „Kitas svarbus 3D spausdinimo, kitaip žinomo kaip priedų gamyba, pranašumas yra daugybė dizaino galimybių, kurias tai leidžia. Komponentai, gaminiai ir pats spausdinimo procesas gali būti pertvarkyti atsižvelgiant į numatytą galutinį jų panaudojimą mėnulio bazėje. Galima nuspręsti, kaip geriausiai susieti turimą medžiagą su spausdinama aparatūra “.
Projekto šaknys siekia 2013 m., Kai ESA pasamdė architektūros firmą, kuri suprojektuotų struktūrą, kuri galėtų atlaikyti Mėnulio aplinką. Kikeris turėjo būti pagamintas iš mėnulio dirvožemio arba šiuo atveju imituojamo mėnulio dirvožemio. „Foster and Partners“ architektūros firma sukonstravo 1,5 tonos pavyzdinį statybinį bloką. Statybinis blokas buvo tuščiavidurė, uždara ląstelių struktūra, panaši į paukščių kaulus.
„Kaip praktika mes esame įpratę kurti kraštutinus klimatus žemėje ir išnaudoti vietinių, tvarių medžiagų naudojimo naudą aplinkai“, - priminė Xavier De Kestelier iš „Foster + Partners“ specialistų modeliavimo grupės. „Mūsų mėnulio buveinės laikosi panašios logikos“.
EKA tyrėjai eksperimentuoja su imituotu mėnulio regolitu, kad 3D spausdintų smulkius daiktus, tokius kaip varžtai ir krumpliaračiai, ir net monetą. Regolitą nėra labai sunku imituoti, jame yra tokių dalykų kaip silicio, aliuminio, kalcio ir geležies oksidai. Šių medžiagų buvimas reiškia, kad regolitas gali būti formuojamas į tinkamas formas.
Aišku, tai nėra taip paprasta, kaip pilti mėnulio nešvarumus į spausdintuvą, o po to išeiti labai reikalingi objektai. Pirmiausia imituojamas mėnulio regolitas yra sumalamas iki dalelių dydžio. Tada jis sumaišomas su rišikliu, kuris reaguoja į šviesą. Iš gauto mišinio atspausdinamas daiktas, po to veikiamas šviesos, kad jis sukietėtų, o po to kepamas orkaitėje. Pagal ESA, gatavas produktas yra kaip mėnulio dulkių keramikos gabalas.
Vienas iš įdomiausių galimų 3D spausdinimo panaudojimo būdų ateityje tyrinėjant kosmosą yra medicinos priežiūros sritis, ir jis vadinamas „bio spausdinimu“. Astronautai, kurie vykdavo į Mėnulį vykdami „Apollo“ misijose, dingo maždaug 12 dienų ir pasiėmė su savimi mažą pirmosios pagalbos vaistinėlę. Tačiau ilgalaikiam buvimui, kurį ištvers astronautai Mėnulio bazėje, greičiausiai reikės aukštesnės medicininės priežiūros.
„Mes klausiame, ko astronautams prireiks trumpuoju, vidutinės trukmės ir ilguoju laikotarpiu ir kokių žingsnių reikia norint subręsti 3D biografijos atspaudus iki tokio lygio, kad tai galėtų būti naudinga kosmose.“ - Tommaso Ghidini, EKA Konstrukcijų, mechanizmų ir medžiagų skyriaus vadovas.
ESA nagrinėja 3D spausdinimą ir kaip tai galėtų padėti suteikti medicininę priežiūrą astronautams Mėnulyje ar kitur. Anot pirmaujančios 3D biologinio atspaudo ekspertų grupės, kuri susirinko į dviejų dienų ESA dirbtuvių medicininio 3D spausdinimo tema, kosmonautai, besiskverbiantys į kosmosą, galėjo gauti gydymą naudojant 3D atspausdintą odą, kaulą ir vieną dieną - visus organus.
Ši idėja sukasi apie „bio rašalo“ idėją. Jie yra pagrįsti žmogaus ląstelėmis ir maistinėmis medžiagomis bei medžiagomis, reikalingomis kūno audiniams atnaujinti, pavyzdžiui, odai, kaulams ir kremzlėms. Toliau į ateitį kyla idėja atspausdinti ištisus organus. Šiuo metu tai gana spekuliatyvu, tačiau greičiausiai medicininis 3D spausdinimas tam tikru metu bus pasiektas.
„Mes klausiame, ko astronautams prireiks trumpuoju, vidutinės trukmės ir ilguoju laikotarpiu ir kokių žingsnių reikia norint subręsti 3D biografijos spausdinimą iki tokio lygio, kad jis galėtų būti naudingas kosmose“, - sakė Tommaso Ghidini, ESA „Struktūros, mechanizmai“ vadovas. ir medžiagų skyrius. „Mes nustatome plėtros planą ir tvarkaraštį, kad ši grupė ateityje taptų mokslo darbo grupe, skatinančia pažangą“.
3D biologinis spausdinimas leidžia izoliuotoms įguloms erdvėje pasiruošti didesniam skaičiui ekstremalių situacijų, nei tai įmanoma naudojant šiuolaikines technologijas. Kosmose, Mėnulyje ar kitoje planetoje, kosmosas gyvenamųjų patalpų viduje yra ypač didelis. Visiškai aprūpintas medicinos centras yra prabangos kosmonautai, ko gero, negalės sau leisti. ESA naudoja nudegimo traumą kaip pavyzdį, norėdama parodyti 3D biologinio spausdinimo pranašumus.
Sunkūs nudegimo sužalojimai paprastai gydomi naudojant odos skiepūglį iš kitų paciento kūno vietų. Tai apima antrinę persodintos srities traumą, toli gražu nėra ideali, kai tyrimai rodo, kad dėl orbitinės aplinkos žaizdos sunkiau gyja. Vietoje to, iš paties paciento ląstelių galima išauginti ir atspausdinti naują odą, tada ją persodinti tiesiai.
ESA auga entuziazmas dėl Mėnulio bazės. Tai yra kitas logiškas žingsnis, papildantis „Deep Space Gateway“ kaip atspirties tašką tolimesniam Saulės sistemos tyrinėjimui. Yra daugybė technologijų, verčiančių pastangų į priekį, iš kurių tik viena yra priedų gamyba arba 3D spausdinimas. Tačiau kol kas daugumą šių technologijų reikia išbandyti Žemėje, aplinkoje, kurioje imituojami svarbūs mėnulio aplinkos aspektai.
Kai kurios iš šių technologijų yra išbandomos EKA „Pangea-X Moon“ bazėje Kanzarų salų Lanzarotėje. „Lanzarote“ yra puiki vieta išbandyti kai kuriuos geologinius misijos į Mėnulį arba į Marsą aspektus. Tiksliau, bus išbandytos uolienų mėginių ėmimo technologijos.
Net tai, kas atrodo taip paprasta, kaip imti uolienų pavyzdžius, supainioja su daugybe sunkumų kosminėje aplinkoje. Visų pirma, ryšių vėlavimas gali padaryti viską sudėtingesnį. Praėjusią savaitę eksperimentas, pavadintas „Analog-1“, patikrino tiriamosios misijos mokslo, operacijų ir ryšių aspektus. ESA astronautas Matthiasas Maureris įsikurs „Pangea-X“ ir nuotoliniu būdu pilotuoja Roverį, esantį Nyderlanduose. Tam jis pasitelks technologiją, vadinamą elektronine lauko knyga.
Elektroninė lauko knyga yra įrankis, integruojantis vietos nustatymą realiuoju laiku, dalijimąsi duomenimis, balso pokalbius ir dar daugiau. Tai yra eksperimentas, kurį kitais metais iš Tarptautinės kosminės stoties atliks ESA astronautas Luca Parmitano. „Lauko knyga“ leidžia mokslininkams ekspertams padėti astronautams surinkti geriausius pavyzdžius.
Nesvarbu, ar tai 3D struktūrų spausdinimas, biologiškai medicininis 3D spausdinimas, ar visos kitos technologijos, kurias reikia tobulinti ir tobulinti, aišku, kad ESA akys nukreiptos į Mėnulio bazę.
- ESA pranešimas spaudai: Ateities mėnulio bazė
- ESA pranešimas spaudai: „Pangea-X Moon base“
- ESA pranešimas spaudai: Būsimų kosmonautų tiriamos odos, kaulų ir kūno dalių 3D spausdinimas
- ESA pranešimas spaudai: Mėnulio bazės kūrimas naudojant 3D spausdinimą
