3D baskı, uzay öncülerinin ayı ve Mars’ı kolonileştirmek için ihtiyaç duydukları evler, aletler ve diğer şeyleri yapmalarına yardımcı olacaktır.

Tarih boyunca, öncüler uzak topraklara yerleşmek için keşfedilmemiş bölgelerde yola çıktıklarında, onlarla sadece temelleri taşıdılar: aletler, tohumlar ve giysiler. Başka bir şey yeni ortamlarından gelmek zorunda kalacaktı.

Böylece yerel ahşap, kayalar ve çimden barınak inşa ettiler; Yiyecek için yemlendi ve ayaklarının altındaki toprağı yetiştirdi; ve ne olursa olsun fabrikasyon araçlar. Zordu, ama sonuçta başarılı olanlar hayatta kalmak için ihtiyaç duydukları her şeyi yaptı.

İnsanlık, Moon ve Mars gibi destinasyonlar için Dünya’dan ayrıldığında benzer bir şey olacak – astronotlar, örneğin Vikinglerin Grönland ve Newfoundland’a ulaştıklarında yaptıklarından daha büyük zorluklarla karşılaşacak. Astronotların sadece sınırlı malzemeleri ve topraktan yaşama ihtiyacı olmayacak; Havayı soluyamayacaklar bile.

Bununla birlikte, eksenler ve pulluklar yerine, bugünün uzay öncüleri 3D yazıcılar getirecek. Gibi Bir mühendis ve profesör İnsan varlığını Dünya’nın ötesine genişletmek için teknolojiler geliştiren, çalışmam ve araştırmalarımı bu olağanüstü makinelere odaklıyorum.

3D yazıcılar, uzay öncülerinin düşmanca bir uzaylı ortamında hayatta kalmaları gereken araçları, yapıları ve habitatları yapacak. Ay ve Mars’ta uzun vadeli insan varlığını sağlayacaklar.

Çekiçlerden habitatlara

Dünya’da 3D baskı kutusu Üretim, katmana göre katman, binlerce şeyyedek kalçalardan çekiçlere, evlere. Bu cihazlar plastik, beton veya metal gibi hammaddeler alır ve bir parça oluşturmak için bilgisayarlı programlanmış bir yola biriktirir. Sık sık denir “katkı maddesi üretimi“çünkü geleneksel işlemede olduğu gibi, malzemeyi çıkarmak yerine parçayı yapmak için malzeme eklemeye devam edersiniz.

Zaten, uzayda 3D baskı devam ediyor. Üzerinde Uluslararası Uzay İstasyonuastronotlar 3D yazıcılar kullanıyor Araç ve yedek parça yapmak içinörneğin Cırcır anahtarları, kelepçeler ve parantezler. Parçaya bağlı olarak, baskı süresi yaklaşık 30 dakikadan birkaç saate kadar sürebilir.

Şimdilik, baskı malzemeleri çoğunlukla Dünya’dan çekiliyor. Ancak NASA, yeni parçalar yapmak için atık plastik gibi bazı malzemelerin bazılarını geri dönüştürmeye başladı. Refabricator2019’da yüklü gelişmiş bir 3D yazıcı.

Uzayda üretim

Uzay kaşiflerinin neden ihtiyaç duydukları her şeyi onlarla birlikte getiremeyeceğini merak ediyor olabilirsiniz. Sonuçta, işte böyle Uluslararası Uzay İstasyonu inşa edildi Onlarca yıl önce – Dünya’dan tonlarca prefabrik bileşen taşıyarak.

Ancak bu, diğer dünyalarda habitat inşa etmek için pratik değildir. Malzemeleri uzaya fırlatmak inanılmaz derecede pahalı. Şu anda, her pound sadece düşük toprak yörüngesine ulaşmak için bir rokette fırlattı Binlerce dolara mal oluyor. Ay’a malzeme almak için NASA, ilk maliyeti çevresinde tahmin ediyor Pound başına 500.000 ABD Doları.

Yine de, uzayda bir şeyler üretmek bir zorluktur. Mekanın mikro yerçekiminde veya ayın veya Mars’ın azaltılmış yerçekiminde, malzemeler davranır Yeryüzünde yaptıklarından farklı. Yerçekimini azaltın veya çıkarın ve malzemeler soğutun ve farklı şekilde yeniden kristalleştirin. Ay, Dünya’nın ağırlığının altıda biri vardır; Mars, yaklaşık beşte ikisi. Mühendisler ve bilim adamları şimdi 3D yazıcıları bu koşullarda çalışmaya adapte etmek için çalışıyorlar.

Diğer dünyadaki toprakları kullanmak

Plastik veya metal yerine uzaylı dünyalarda, 3D yazıcılar Bu ortamlarda bulunan doğal kaynaklar. Ancak doğru hammaddeleri bulmak kolay değildir. Ay ve Mars’taki habitatlar astronotları hava eksikliğinden, aşırı sıcaklıklardan, mikrometeorit etkilerinden ve radyasyondan korumalıdır.

Regolithem ay hem de Mars yüzeylerini kapsayan ince, tozlu, kum benzeri parçacıklar, bu konutları yapmak için birincil bir bileşen olabilir. Her iki dünyadaki regoliti de yabancı kir olarak düşünün – toprak toprağı gibi, az sayıda besin içeriyor ve bildiğimiz kadarıyla canlı organizmalar yok. Ancak 3D baskı için iyi bir hammadde olabilir.

Meslektaşlarım bu olasılığı önce ne kadar düzenli inceleyerek araştırmaya başladı Çimento uzayda davranır. Regoliti yazdırılabilir bir malzemeye dönüştürmek için teknikler geliştirmek için onlara katılıyorum ve Sonunda bunları ayda test et.

Ancak başka bir dünya regoliti elde etmek bir sorundur. Regolit örnekleri Apollo misyonları sırasında aydan döndü 1960’larda ve 70’lerde, araştırma amacıyla erişilmesi imkansız olmasa da değerli, zor. Yani bilim adamları kullanıyor Regolit Simulants Fikirleri test etmek için. Gerçek regolit, simuantlarımızdan oldukça farklı tepki verebilir. Biz sadece bilmiyoruz.

Dahası, aydaki regolit Mars’ta bulunanlardan çok farklı. Mars regoliti demir oksit içerir – ona kırmızımsı bir renk veren – ancak ay regoliti çoğunlukla silikatlar; Çok daha ince ve daha açısal. Araştırmacıların her iki türü de 3D yazıcıda nasıl kullanacaklarını öğrenmeleri gerekecektir.

Dünyadaki Uygulamalar

NASA’nın Moon-Mars Gezegensel Otonom İnşaat Teknolojisi Programı, Mmpact olarak da bilinirbu habitatları uzaylı dünyalarına yazdırmak için gereken teknolojiyi ilerletiyor.

Bilim adamları şimdi araştırıyorlar: regolit tabanlı beton kısmen yüzey buzundan yapılmıştır; Regoliti eritmek yüksek sıcaklıklarda ve daha sonra bir sıvı iken onu oluşturmak için kalıpları kullanmak; Ve sinterlemeyani regoliti konsantre güneş ışığı ile ısıtmak anlamına gelir, lazer veya mikrodalgalar Bağlayıcılara ihtiyaç duymadan parçacıkları bir araya getirmek.

Bu çizgiler boyunca, meslektaşlarım ve ben Marscrete dediğimiz bir Mars betonu geliştirdi, 3D baskılamak için kullandığımız bir malzeme 2017’de NASA için küçük test yapısı.

Ardından, Mayıs 2019’da, başka bir özel beton türü kullanarak, bir üçüncü ölçekli prototip Mars Habitat Bu, astronotların yaşam, uyku, araştırma ve gıda üretimi modülleri de dahil olmak üzere uzun süreli hayatta kalma için ihtiyaç duyacağı her şeyi destekleyebilir.

Bu prototip, kırmızı gezegende konut inşa etme potansiyelini ve zorluklarını sergiledi. Ama bu teknolojilerin çoğu Dünyadaki insanlara da fayda sağlayın.

Aynı şekilde astronotlar doğal kaynaklardan, ev inşaatçılarından sürdürülebilir ürünler yapacak somut yapabilir Bağlayıcılar ve agregalardan yerel olarak bulundu ve belki Geri dönüştürülmüş inşaat kalıntılarından. Mühendisler, burada evde konut sıkıntılarını ele almak için Mars habitatlarını yazdırabilecek teknikleri zaten uyarlıyorlar. Gerçekten de, 3D baskılı evler Zaten piyasada.

Bu arada, hareket dünyanın dışında bir insan varlığı kurmaya devam ediyor. Artemis IIIşimdi 2027’de kalkış yapılması planlanıyor, 1972’den beri ilk insan iniş olacak. Mars’a bir NASA gezisi gerçekleşebilir 2035 gibi erken.

Ancak insanlar nereye giderse gitsin ve oraya ulaşırlarsa, 3D yazıcıların insanların yabancı topraklarda yaşamalarına izin vermek için birincil araçlardan biri olacağından eminim.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır. Konuşma Creative Commons lisansı altında. Oku orijinal makale.