Construirea unei baze lunare folosind imprimarea 3D

“Tehnologia de imprimare 3D terestră a reuşit să producă structuri întregi,” a spus Laurent Pambaguian, conducătorul proiectului din partea ESA.

“Echipa noastră industrială a investigat posibilitatea folosirii acestei tehnologii pentru construirea unui habitat lunar.”

Foster + Partners au conceput un proiect de cupolă ‘catenară’ cu pereţi cu structură celulară pentru a proteja împotriva micrometeoriţior şi a radiaţiilor spaţiale, ce încorporează un adăpost presurizat gonflabil pentru astronauţi. O structură cu celule închise – asemănătoare oaselor de pasăre – oferă o combinaţie bună de rezistenţă şi greutate redusă.

Proiectul bazei lunare a fost influenţat de asemenea de proprietăţile solului lunar imprimat 3D, cu o componentă de 1.5 tone produsă ca demonstraţie.

“Imprimarea 3D ar putea oferi un mijloc de a facilita colonizarea lunară cu un aport redus de logistica de pe Pământ,” a adăugat Scott Hovland, Human Spaceflight and Operations Directorate ESA.

“Noile posibilităţi oferite de această soluţie pot fi considerate de agenţiile spaţiale internaţionale ca parte a dezvoltării actuale a unei strategii de explorare comună.”

“În practică, suntem obişnuiţi să proiectăm pentru climatele extreme de pe Pământ şi să profităm de beneficiile pentru mediul înconjurător oferite de folosirea materiilor prime locale, sustenabile,” a declarat Xavier De Kestelier de la Foster + Partners Specialist Modelling Group. “Locuinţele noastre lunare urmează o logică similară.”

Compania Monolite din Marea Britanie a pus la dispoziţie imprimanta D-ShapeTM, dotată cu o matrice mobilă de duze de imprimare de 6 m pentru pulverizarea liantului pe materialul de construcţie similar nisipului.

Imprimările 3D sunt construite strat cu strat – de obicei compania foloseşte imprimanta pentru a crea sculpturi şi lucrează la construirea recifurilor artificiale de corali pentru a proteja plajele de energia valurilor. 

“În primul rând, trebuie să amestecăm materialul lunar simulat cu oxid de magneziu – asta îl va transforma în ‘hârtie’ pe care putem imprima,” a explicat Enrico Dini, fondatorul companiei Monolite.

“Apoi pe post de ‘cerneală’ aplicăm un liant ce transform materialul într-un solid asemănător pietrei.”

“Imprimanta noastră actuală are o rată de imprimare de 2 m pe oră, în timp ce următoarea generaţie va ajunge la o rată de imprimare de 3.5 m pe oră şi va termina o construcţie într-o săptămână.”

Firma italiană de cercetare spaţială Alta SpA a lucrat împreună cu universitatea Scuola Superiore Sant’Anna din Pisa la adaptarea tehnicilor de imprimare 3D pentru o misiune lunară. A fost de asemenea luat în considerare efectul functionării în vid.

“Procesul se bazează pe aplicarea unor substanţe în stare lichidă – dar, desigur, lichidele fierb în vid,” a spus Giovanni Cesaretti de la Alta.

“Drept urmare am introdus duzele de imprimare 3D sub stratul de regolit. Am descoperit că pricaturile de până la 2 mm rămân prinse de forţele capilare din sol, ceea ce înseamnă că procesul de imprimare poate functiona în vid.”

Regolitul lunar simulat este produs cu scopul de testare ştiinţifică de către companii specializate şi se vinde de obicei la kilogram. Dar echipa avea novoie de mai multe tone.

“Ca un alt rezultat util, am descoperit o sursă Europeană de regolit lunar simulat,” a adăugate Enrico.

“Roca bazaltică de la un vulcan din centrul Italiei s-a dovedit a fi similar cu solul lunar în proporţie de 99.8%.”

“Acest proiect a avut loc în cadrul General Studies Programme al ESA, ce are ca scop studierea de noi subiecte,” a comentat Laurent.

“Noi am confirmat conceptul de bază şi am construit o echipă capabilă pentru a continua cercetările.”

Factori cum ar fi controlul prafului degajat şi factorii termici vor necesita un studiu in profunzime.

Imprimarea 3D functionează optim la temeratura camerei dar pe suprafaţa Lunară, temperaturile variază enorm de la zi la noapte care durează câte două săptămâni fiecare. Pentru o potenţială colonizare, polii lunari oferă un interval de temperatură mai moderat.