近年来,我们看到了世界各国都在努力探索外太空并希望寻找或者创建第2个人类栖息地,这其中月球无疑是目前首选的对象。目前中国、美国、俄罗斯和欧洲等国家都在探索如何利用3D打印技术在月球建造可以适合人类居住的基地。2020年中国航天局通过嫦娥5号成功从月球的南极取回土壤样本,这让在3D打印月球基地又往前迈了重要一步。
近日,澳大利亚混凝土3D打印机制造商Luyten宣布与悉尼新南威尔士大学 (UNSW) 合作,计划加快新型龙门式月球风化层3D打印机的开发和测试。该系统旨在快速建造最大9m x 12m的月球基础设施,并最终帮助澳大利亚实现在月球表面建立3D打印基地。
尽管这不是过去50年来我们第一次听说的月球栖息地计划,但感觉比以前更接近成为现实。据资源库所知,月球基地的第一个概念可以追溯到1958年,当时美国军方设想在地球的天然卫星上建立一个统一的太空指挥中心。几十年后,我们为实现这一计划还需要做哪些准备工作?或者说应该具备哪些基本条件呢?我们一起来看看这家澳大利亚的初创企业Luyten有什么详细计划。
为了完成这项任务,Luyten正在设计一种采用轻质复合材料建造的足够轻便且紧凑坚固的龙门式打印机 - Platypus Galacticus,理论上是太空运输的理想选择。据该公司称,这款混泥土3D打印机将配备先进的软件,并使用一种称为 Luyten Turisops 的专有挤压机制。该团队预计它将生产高度高达9米和12 米的结构,以及高达1米更小的复杂几何形状。
新打印机只是Project Meeka月球计划的一部分,还需要考虑打印材料和建造的设计类型。为了在月球上工作,首先配备探地雷达的首批漫游车将评估该位置的结构能力是否适合进行就地开展3D打印。
其他具有超声波功能和挖掘能力的漫游车将开始收集月球风化层,然后从风化层中获取建筑材料,为了验证其机械特性,挖掘车会将整理好的月球尘埃放入在风化层分选库中,在那里将使用集中微波将其烧结成可打印的形式。然后,变形机器人将首先在建筑工地建造外壳结构。这些信息可以帮助根据每个建筑工地确定的材料特性确定栖息地设计,从而帮助创建定制结构。
“有了计算设计,人们就有了一种为月球栖息地设计保护壳的方法——首先考虑人类栖息地的要求。计算设计允许将关于如何保护人类免受太阳和宇宙辐射的科学知识输入到软件脚本中,该脚本生成一个具有所需 80 多厘米固体材料的庇护所,同时优化打印过程的结构,”该项目的负责人之一、新南威尔士大学计算设计和人工智能 (AI) 副教授 Haeusler 透露。
一旦获了可3D打印的材料,Platypus Galacticus将开始在压实的月球表面进行打印,其丰富的风化土将成为打印结构的主要建筑材料。以上就是Luyten正在做的尝试和探索,然而,就目前而言,我们对月球3D打印的可能性还没有太多的把握。
在月球上建造任何东西,无论是其栖息地还是道路,都将与地球上的任何传统建筑大不相同。就算打印房子的3D打印机可以设计出来,但是目前尚不清楚在月球和其他行星体上发现的任何材料和岩石在多大程度上可以经济地转化并用作3D打印原料,材料才是目前最大的阻力,所以月球或其他行星的殖民化还是一条很漫长的道路。
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