Svi znamo da je prošlo vrijeme za bazu Mjeseca. Ali troškovi slanja svega što je potrebno sa Zemlje za izgradnju baze nisu previsoki. Zemljina gravitacija je previše duboka i prejaka da bi sve dobivala s raketama. Pa što je rješenje?
Prema ESA-i, rješenje je aditivna proizvodnja (AM) i upotreba resursa unutar mjesta (ISRU).
ESA vodi projekt koji će osmisliti načine na koje se AM ili 3D ispis mogu koristiti sada i u budućnosti kako bi Mjesečeva baza bila izvedivija. Projekt se zove "Zamišljanje lunarne baze pomoću tehnologija 3D ispisa". Ovo je stari pionirski duh življenja izvan zemlje, ali ponovno pokrenut modernom, naprednom tehnologijom. AM i ISRU ograničit će našu logističku ovisnost o Zemlji i omogućiti velik dio onoga što treba imati lunova baza iz sredstava raspoloživih na Mjesecu; naime, sama Mjesečeva prašina.
"3D ispis nudi potencijalno sredstvo olakšavanja lunarnog naselja s smanjenom logistikom sa Zemlje." -Scott Hovland iz ESA-inog tima za ljudski svemirski let.
Na kraju, prema ESA-u, širok izbor materijala i opreme potrebnih za Mjesečevu bazu može se 3D ispisati kad i gdje treba. Sve, od građevinskih materijala do solarnih panela, opreme i alata do odjeće, moglo bi biti potencijalno 3D otisnuto na Mjesecu. Moguće je da 3D 3D ispis može dobiti čak i hranljivih sastojaka i sastojaka hrane.
3D ispis ne samo da snizuje cijenu mjesečeve baze, već čini cijelo poduzeće prilagodljivijim i prilagodljivijim. Mjesečev regolit može se upotrijebiti za pravljenje što više građevina i predmeta, može se upotrijebiti za recikliranje i ponovnu upotrebu predmeta donijetih sa Zemlje.
Projekt „Osmišljavanje lunarne baze…“ prikazuje trofazni plan za Mjesečevu bazu koji se u velikoj mjeri oslanja na 3D ispis:
- Prva faza: opstanak. Ovo se bavi osnovama potrebnim da se maloj posadi omogući da opstane na Mjesecu, poput stambenih prostorija.
- Druga faza: Održiva. Time se baza Lune proširuje i uključuje više četvrtina posade, područja za proizvodnju i istraživačke prostore.
- Treća faza: operativno. U ovoj fazi, Mjesečeva baza je u potpunosti operativna i izgrađena je za dugotrajno prebivanje.
"Odabrani postupci ispisa omogućili bi recikliranje dostupnih materijala u različite svrhe", objašnjava Antonella Sgambati iz tvrtke OHB System AG, koja upravlja projektom. "Još jedna velika prednost trodimenzionalnog tiska - inače poznate kao aditivna proizvodnja - je širina mogućnosti dizajna koja dopušta. Dijelovi, proizvodi i sam postupak ispisa mogu se redizajnirati na temelju njihove namjenske konačne uporabe u mjesečevoj bazi. Mogu se donijeti odluke o tome kako najbolje povezati raspoložive materijale s hardverom za ispis. "
Korijeni projekta sežu u 2013. godinu, kada je ESA angažirao arhitektonsku tvrtku za dizajn građevine koja bi mogla izdržati Lunarno okruženje. Udarac je morao biti napravljen od mjesečevog tla ili, u ovom slučaju, simuliranog mjesečevog tla. Arhitektonska tvrtka Foster i Partneri konstruirala je građevni blok veličine 1,5 tone. Građevni blok bio je šuplja, zatvorena ćelijska struktura slična kostima ptica.
„Kao praksa, navikli smo dizajnirati ekstremne klimatske uvjete na Zemlji i iskorištavati prednosti okoliša koristeći lokalne, održive materijale“, napomenuo je Xavier De Kestelier iz Foster + Partnerske grupe za modelarstvo. "Naše lunarno prebivalište slijedi sličnu logiku."
Istraživači ESA eksperimentiraju sa simuliranim lunarnim regolitom 3D ispisom sitnih predmeta poput vijaka i zupčanika, pa čak i novčića. Regolit nije previše teško simulirati, a sadrži stvari poput silicijuma, aluminija, kalcija i željezovih oksida. Prisutnost tih materijala znači da se regolit može oblikovati u korisne oblike.
Naravno, to nije tako jednostavno kao što sipate prljavštinu mjeseca u pisač, a zatim izlaze prijeko potrebni predmeti. Prvo se simulirani lunarni regolit melje na veličinu čestica. Tada se miješa sa sredstvom za vezanje koje reagira na svjetlost. Predmet se tiska iz dobivene smjese, zatim izloži svjetlosti da se očvrsne, a zatim se konačno peče u pećnici. Prema ESA-i, gotovi je proizvod poput komada keramike s mjesečevom prašinom.
Jedna od najzanimljivijih mogućih budućih upotreba 3D ispisa u svemiru istražuje se u području zdravstvene zaštite, a naziva se "bio-tisak". Astronauti koji su otišli na Mjesec u misijama Apolona nestali su oko 12 dana i sa sobom su uzeli mali komplet prve pomoći. Ali za vrstu dugotrajnog boravka koji će astronauti u bazi Mjeseca izdržati, vjerojatno će biti potrebna veća razina medicinske skrbi.
„Pitamo se što će astronautima trebati kratkoročno, srednjoročno i dugoročno i koji su koraci potrebni za sazrijevanje 3D ispisa do razine u kojoj može biti korisno u svemiru.“ - Tommaso Ghidini, voditelj odjela ESA za strukture, mehanizme i materijale.
ESA proučava 3D ispis i kako bi mogao pomoći u pružanju medicinske skrbi astronautima na Mjesecu ili negdje drugdje. Astronauti koji odlaze duboko u svemir mogli bi primati medicinske tretmane koristeći 3D otisnute organe na koži, kostima i - jednodnevnom - čitavom vodećem skupu stručnjaka za 3D ispis biologa koji su se okupili na dvodnevnoj ESA radionici o medicinskom 3D ispisu.
Ideja se vrti oko ideje "bio-tinte". Temelje se na ljudskim stanicama i hranjivim tvarima i materijalima potrebnim za obnavljanje tjelesnog tkiva kao što su koža, kosti i hrskavice. Dalje u budućnost ide i ispis cijelih organa. To je prilično špekulativno u ovom trenutku, ali medicinski 3D ispis vjerojatno će se tamo stići u nekom trenutku u budućnosti.
"Pitamo se što bi astronautima trebalo kratkoročno, srednjoročno i dugoročno i koji su koraci potrebni za sazrijevanje 3D ispisa do razine na kojoj može biti korisno u svemiru", rekao je Tommaso Ghidini, voditelj ESA-ovih struktura, mehanizama, i Odjeljenje za materijale. "Definiramo razvojni plan i vremenski plan s ciljem da ta grupa u budućnosti postane znanstvena radna skupina, gurajući napredak."
3D bio-ispis omogućuje izoliranim posadama u svemiru da se pripreme za veći broj hitnih slučajeva nego što je to moguće s trenutnom tehnologijom. U svemiru, ili na Mjesecu ili nekom drugom planetu, prostor unutar stambenih prostorija na cijeni. U potpunosti opskrbljeno medicinsko središte luksuzni će astronauti vjerojatno priuštiti. ESA koristi ozljede opekotina kao primjer kako bi prikazao prednosti 3D bio-ispisa.
Teške ozljede opekotina obično se liječe pomoću transplantata kože odasvud na tijelu pacijenta. To uključuje sekundarnu ozljedu presađenog područja, daleko od idealne kada istraživanja pokazuju da orbitalno okruženje čini teško zacjeljivanje rana. Umjesto toga, nova koža se može uzgajati i biootisnuti iz pacijentovih vlastitih stanica, a zatim izravno presaditi.
Raste entuzijazam u ESA-u za Mjesečevu bazu. To je sljedeći logični korak i dopunjuje Prolaz dubokog svemira kao ishodište za daljnje istraživanje Sunčevog sustava. Postoji mnoštvo tehnologija koje potiču čitavo nastojanje naprijed, od čega je Aditivna proizvodnja ili 3D ispis samo jedna. Ali za sada se testiranje većine ovih tehnologija mora odvijati ovdje, na Zemlji, u okruženjima koja simuliraju važne aspekte mjesečeve okoline.
Neke od ovih tehnologija testiraju se u ESA-inom mjesecu Pangea-X Moon na Lanzaroteu na Kanarskim otocima. Lanzarote je savršeno mjesto za testiranje nekih geoloških aspekata misije na Mjesec ili na Mars. Konkretno, testirat će tehnologije za uzimanje uzoraka stijena.
Čak i nešto što se čini jednostavnim poput uzimanja uzoraka stijena zbunjuje višestruke poteškoće u svemirskom okruženju. Prekid komunikacije može sve učiniti izazovnijim. Prošli tjedan eksperiment nazvan Analog-1 testirao je aspekte istraživačke misije, rada i komunikacije. ESA astronaut Matthias Maurer bit će smješten u Pangea-X i daljinsko će upravljati roverom koji se nalazi u Nizozemskoj. Da bi to učinio, upotrijebit će tehnologiju nazvanu Electronic Field Book.
Elektronska terenska knjiga alat je koji integrira pozicioniranje u stvarnom vremenu, dijeljenje podataka, glasovni chat i još mnogo toga. Ovo je suha ruta za eksperiment koji će ESA astronaut Luca Parmitano izvesti sljedeće godine s Međunarodne svemirske stanice. Terenska knjiga omogućuje stručnim znanstvenicima da upute astronautima prikupljanje najboljih uzoraka.
Bilo da se radi o 3D ispisu struktura, bio-medicinskom 3D ispisu ili o svim drugim tehnologijama koje je potrebno razviti i usavršiti, jasno je da ESA ima oči na bazi Mjeseca.
- ESA Press Release: Buduća baza za mjesec
- ESA Press Release: Pangea-X Moon baza
- ESA Press Release: 3D ispis dijelova kože, kostiju i tijela u fazi proučavanja za buduće astronaute
- ESA Press Release: Izgradnja lunarne baze pomoću 3D ispisa
