ESA смята да «отпечата» база на Луната от лунна почва с помощта на 3D принтер.

Построяването на база на Луната може значително да се облекчи, ако за материал се използва лунна почва, а моделът на структурата се създаде с помощта на 3D принтер. Именно над такъв проект работи Европейската космическа агенция (ESA) в сътрудничество с известния архитект Норман Фостър.

Колонизацията на Луната от човека вече не е утопия, а перспективна цел. Естественият спътник на Земята притежава разнообразни полезни изкопаеми, в това число много ценни метали: желязо, алуминий, титан. В повърхностния слой на почвата (реголит) се среща в изобилие редкият на Земята изотоп хелий-3, който може да бъде използван като гориво за термоядрените реактори на бъдещето. Дълбокият вакуум и наличието на евтина слънчева енергия откриват нови хоризонти за електрониката, леярството, металообработката и т.н.

Освен това, Луната, благодарение на впечатляващия си ландшафт и екзотиката, би била  привлекателна дестинация за туристите.

Затова ESA експериментира с различни подходи, които биха позволили да се разгърне строителство на спътника на нашата планета в бъдеще. В момента с помощта на промишлени компании ESA разработва проект за лунна „3D база”.

«На Земята с помощта на 3D печат вече се създават пълноценни структури. Нашите учени се опитват да разберат, възможно ли е по аналогичен начин да се построи безопасна среда за обитаване от човека на Луната», обяснява Лоран Помбажан, оглавяващ проекта от страна на ESA.

Компанията Foster &Partners, начело на която стои известният архитект Норман Фостър, предлага в качеството на носещи конструкции куполи със специална структура, които да защитават обитателите им от микрометеорити и космическо излъчване. Кухата структура, приличаща по строеж на птичи кости, трябва да бъде нелош компромис между здравина и лекота. Идеята е, моделът на базата да бъде отпечатан с 3D принтер, който използва за строителен материал лунна почва.

«3D-печатът потенциално може да обезпечи построяването на лунно селище без нуждата от мащабни доставки на материали от Земята. Новите възможности, които тази идея открива, могат да бъдат взети под внимание от международните космически агенции в контекста на техните собствени проекти за изследване на Луната», добавя Скот Ховланд, занимаваща се с пилотираните полети в ESA.

«На Земята ние вече се приспособихме към строителство в екстремни условия и се научихме да използваме преимуществата на всяка конкретна среда, ориентирайки се към местните природни материали. По тази логика се ръководим и в лунния проект»,  пояснява Ксавие де Кестелие от Foster + Partners.

3D принтер за строителство на лунна база

Принтерът D-Shape, с който ще се отпечата базата, е снабден с блок дюзи върху шестметрова рамка, които разпръскват лепкав разтвор на строителен материал с консистенция на пясък. 3D-отпечатването става на пластове. В момента компанията Monolite го използва за направата на изкуствени коралови рифове, които защитават бреговата ивица от мощните морски вълни.

«Отначало ние смесихме образец от лунна почва с магнезиев оксид. Така се получи «хартията», с която може да се печата. След това използвахме нашите «мастила» — особен разтвор от соли, който превръща «хартията» в твърда структура. Сега нашият принтер печата примерно със скорост два метра в час, но принтерът от следващото поколение ще достигне скорост от 3,5 метра в час — така цялата сграда може да бъде завършена за една седмица»,  разказва основателят на компанията Monolite Енрико Дини.

С адаптацията на «земния» принтер към космическите условия се занимава италианската космическа компания Alta SpA в сътрудничество с техническия университет Scuola Superiore Sant’Anna в Пиза. Отчитат се най-вече особеностите на работа във вакуум: при такива условия течността мигновено кипва, например.

«За да избегнем това, поставяме дюзите под слой реголит. Ние открихме, че 2-милиметровите капки се задържат успешно в него от капилярните сили, поради което процесът на печатане може да протича и във вакуум», пояснява Джовани Чезарети, сътрудник на Alta.

Интересен страничен резултат от работата е откриването на «лунна» почва в Европа. Оказало се, че базалтовият скален материал от спящ вулкан в Апенините е на 99,8% идентичен на лунния реголит.

В момента е завършена проверката на обосноваността на самата концепция, но тепърва предстои много работа. Трябва да се намерят решения на много проблеми: опасната за вдишване лунна прах, температурните особености на Луната и т.н. 3D структурите се държат добре при земните температури, но поради отсъствието на атмосфера на Луната разликата между дневната и нощната температура е много голяма.