Сви знамо да је прошло време за месечину базу. Али трошкови слања свега што је потребно са Земље за изградњу базе су недостижни. Земљина гравитациона буна је превише дубока и превише јака да би све добило са ракетама. Па шта је решење?
Према ЕСА-и, решење је адитивна производња (АМ) и употреба ресурса у ситуацији (ИСРУ).
ЕСА води пројекат који ће смислити начине на које се АМ или 3Д штампање могу користити сада и у будућности како би месечева база била изводљивија. Пројект се зове „Замишљање лунарне базе помоћу технологија 3Д штампања“. Ово је стари пионирски дух живљења изван земље, али поново покренут модерном, напредном технологијом. АМ и ИСРУ ће ограничити нашу логистичку зависност од Земље и омогућити много тога што се мора развијати база Месеца из средстава расположивих на Месецу; наиме, сама месечева прашина.
"3Д штампање нуди потенцијално средство за олакшавање лунарног насеља са смањеном логистиком са Земље." -Сцотт Ховланд из ЕСА-иног тима за људски свемирски лет.
На крају, према ЕСА, широки спектар материјала и опреме потребних за месечеву базу може бити 3Д штампан када и где је то потребно. Све, од грађевинског материјала до соларних панела, опреме и алата до одеће, могло би бити потенцијално 3Д штампано на Месецу. Могуће је да се 3Д штампањем могу добити чак и хранљиви састојци и састојци хране.
3Д штампање не само да снизује цену месечне базе, већ чини целокупно предузеће флексибилнијим и прилагодљивијим. Лунарни реголит не само да се може користити за прављење што више грађевина и предмета, већ се може користити и за рециклирање и поновну употребу предмета донетих са Земље.
Пројекат „Замишљање лунарне базе…“ приказује трофазни план за Месечеву базу који се у великој мери ослања на 3Д штампање:
- Прва фаза: опстанак. Ово се бави основама потребним да се омогући малој посади да преживи на Месецу, попут стамбених просторија.
- Друга фаза: Одржива. Због тога се Луна база шири и обухвата више квадрата, подручја израде и истраживачке објекте.
- Трећа фаза: оперативна. У овој фази, Месечева база је у потпуности оперативна и изграђена је за дугорочно становање.
„Одабрани процеси штампе омогућили би да се расположиви материјали рециклирају у различите сврхе“, објашњава Антонелла Сгамбати из ОХБ Систем АГ, која управља пројектом. „Још једна велика предност тродимензионалног штампања - иначе познате као адитивна производња - је ширина могућности дизајнирања коју дозвољава. Компоненте, производи и сам процес штампања могу се редизајнирати на основу њихове наменске крајње употребе у лунарној бази. Могу се донети одлуке о томе како најбоље повезати расположиве материјале са хардвером који ће бити одштампан. "
Коријени пројекта сежу у 2013. годину, када је ЕСА ангажирала архитектонску фирму за дизајн грађевине која би могла да издржи Лунарно окружење. Ударац је морао бити направљен од лунарног тла или, у овом случају, симулираног месечевог тла. Архитектонска фирма Фостер анд Партнерс изградила је узорак грађевинског блока од 1,5 тона. Грађевни блок био је шупља, затворена ћелијска структура слична костима птица.
„Као пракса, навикли смо да дизајнирамо за екстремне климе на Земљи и да користимо еколошке предности употребе локалних, одрживих материјала“, приметио је Ксавиер Де Кестелиер из Фостер + Партнерске групе за моделирање. "Наше лунарно пребивалиште следи сличну логику."
Истраживачи на ЕСА експериментишу са симулираним лунарним реголитом 3Д штампањем ситних предмета попут шрафова и зупчаника, па чак и новчића. Реголит није превише тешко симулирати, а садржи ствари попут силицијума, алуминијума, калцијума и гвожђе-оксида. Присуство ових материјала значи да се реголит може обликовати у употребљиве облике.
Наравно, то није тако једноставно као што сипате прљавштину месеца у штампач, а затим излазе потребни потребни предмети. Прво се симулирани лунарни реголит обрађује на величину честица. Затим се меша са везујућим средством које реагује на светлост. Предмет се штампа из добијене смеше, затим излаже светлости да се очврсне, а затим се коначно пече у рерни. Према ЕСА-у, готов производ је попут комада керамике од Месечеве прашине.
Једна од најзанимљивијих могућих будућих употреба 3Д штампања у истраживању свемира је у пољу медицинске неге, а зове се „био-штампање“. Астронаути који су отишли на Месец у мисијама Аполона били су отпуштени око 12 дана и узели су са собом мали прибор за прву помоћ. Али за врсту дуготрајног боравка у којем ће астронаути на Месечевој бази издржати, вероватно ће бити потребан већи ниво медицинске неге.
„Питамо се шта ће астронаутима требати краткорочно, средњорочно и дугорочно и који су кораци потребни за сазревање 3Д биоскопа до нивоа где може бити корисно у свемиру.“ - Томмасо Гхидини, шеф Одјељења за структуре, механизме и материјале ЕСА-е.
ЕСА проучава 3Д штампање и како би то могло помоћи у пружању медицинске неге астронаутима на Месецу или негде другде. Астронаути који одлазе дубоко у свемир могли би да добију медицинске третмане користећи 3Д штампану кожу, кости и - једнодневне органе - каже водећа група стручњака за 3Д штампање биолошких материјала који су се окупили на дводневној ЕСА радионици о медицинском 3Д штампању.
Ова идеја се врти око идеје „био-мастила“. Они се базирају на људским ћелијама, и хранљивим материјама и материјалима потребним за обнављање телесног ткива као што су кожа, кости и хрскавице. Даље у будућност иде и штампање целих органа. Ово је прилично спекулативно у овом тренутку, али медицински 3Д штампање ће вероватно стићи тамо у неком тренутку у будућности.
„Питамо шта би астронаутима требало краткорочно, средњо и дугорочно и који су кораци потребни за сазревање 3Д био-отиска до нивоа на коме може бити корисно у свемиру“, рекао је Томмасо Гхидини, шеф ЕСА-ових структура, механизама, и Одељење за материјале. „Дефинишемо план и временски план развоја са циљем да ова група у будућности постане научна радна група, гурајући напредак даље.“
3Д био-штампање омогућава изолованим посадама у свемиру да се припреме за већи број хитних случајева него што је то могуће са тренутном технологијом. У свемиру, или на Месецу или некој другој планети, простор унутар стамбених просторија је врхунски. Медицински центар који има комплетно залихе луксузних астронаута вероватно неће приуштити. ЕСА користи повреду опекотина као пример да илуструје предности 3Д био-штампања.
Тешке повреде опекотина обично се лече помоћу кожних графтова одасвуд на телу пацијента. То укључује секундарну повреду пресађеног подручја, далеко од идеалне када истраживања показују да орбитално окружење отежава зарастање рана. Уместо тога, нова кожа се може узгајати и био штампати из пацијентових ћелија, а затим директно пресадити.
Расте ентузијазам у ЕСА-и за месечину. То је следећи логични корак и допуњује Пролаз дубоког свемира као исходиште за даље истраживање Сунчевог система. Постоји мноштво технологија које потичу читаво настојање напред, од чега је Адитивна производња или 3Д штампање само једна. Али за сада се тестирање већине ових технологија мора одвијати овде, на Земљи, у окружењима која симулирају важне аспекте месечевог окружења.
Неке од ових технологија тестирају се у ЕСА-иној бази Пангеа-Кс Моон на Ланзаротеу на Канарским острвима. Ланзароте је савршено окружење за тестирање неких геолошких аспеката мисије на Месец или на Марс. Конкретно, тестираће технологије за узимање узорака стена.
Чак и нешто што се чини једноставним попут узимања узорака стена збуњено је вишеструким потешкоћама у свемирском окружењу. Посебно кашњење у комуникацији може све учинити изазовнијим. Прошле недеље је експеримент назван Аналог-1 тестирао науке, операције и комуникацијске аспекте истраживачке мисије. ЕСА астронаут Маттхиас Маурер биће смештен у Пангеа-Кс и даљински ће управљати ровером смештеним у Холандији. Да би то учинио, искористиће технологију која се зове Електронска теренска књига.
Електронска теренска књига је алат који интегрише позиционирање у реалном времену, дељење података, гласовно ћаскање и још много тога. Ово је експеримент који ће ЕСА астронаут Луца Пармитано извести следеће године са Међународне свемирске станице. Теренска књига омогућава стручним научницима да упуте астронаутима прикупљање најбољих узорака.
Било да се ради о 3Д штампању структура, био-медицинском 3Д штампању или о свим другим технологијама које је потребно развити и усавршити, јасно је да ЕСА има очи на месечевој бази.
- Изјава за штампу ЕСА: Будућа база месеца
- ЕСА Пресс Релеасе: Пангеа-Кс Моон база
- ЕСА Пресс Релеасе: 3Д штампање коже, костију и делова тела под истрагом за будуће астронауте
- ЕСА Пресс Релеасе: Изградња лунарне базе помоћу 3Д штампања
