Door de hele geschiedenis, toen de pioniers al snel door de regio begonnen te reizen om zich in afgelegen land te vestigen, droegen ze ze alleen naar de apparatuur, zaden en kleding bij zich. Iets anders komt uit hun nieuwe omgeving.
Dus staken ze onderdak tegen lokaal hout, rots en grodig; Het cultiveren van grond voor voedsel en onder hun voeten; En de tools van wat ze kunnen scheuren. Het was moeilijk, maar uiteindelijk creëerden de succesvolle mensen alles wat nodig was om te overleven.
Wanneer de mensheid de wereld verlaat voor bestemmingen zoals de maan en Mars, zal zoiets hetzelfde gebeuren – hoewel astronauten meer uitdagingen zullen aangaan dan wanneer ze Groenland en Newfoundland bereiken. Alleen innovators zullen geen beperkte levering hebben en hoeven het land niet te overleven; Ze zullen niet eens in staat zijn om lucht te ademen.
In plaats van bijlen en ploegen, zal de huidige ruimte van vandaag echter 3D -printers opleveren. Als Een ingenieur en professor Die technologie ontwikkelt om de aanwezigheid van mensen buiten de wereld te verbeteren, concentreer ik me op mijn werk en onderzoek naar deze belangrijke machines.
Dierprinters moeten overleven in een ongunstige buitenaardse omgeving voor de apparatuur, structuren en verblijf. Ze zullen de aanwezigheid van mensen op lange termijn op de maan en Mars mogelijk maken.
Van de hamer tot de habitat
Op aarde, kan 3D afdrukken Gefabriceerd, laag voor laag, duizenden dingenVervanging van heupen tot hamer tot huizen. Deze apparaten hebben grondstoffen zoals plastic, beton of metaalachtig en storten deze in een geautomatiseerd programma om een deel te maken. Het wordt vaak genoemd “Additieve productie“Omdat u het materiaal toevoegt om het onderdeel te maken in plaats van het materiaal te verwijderen zoals u doet op de conventionele machine.
In de tussentijd is 3D -printen in de ruimte aan de gang. Over International Space StationDe innovators gebruiken 3D -printers Om apparatuur en reserveonderdelen te makenAls Racheet -sleutel, klemmen en beugelsDe Afhankelijk van het onderdeel kan de afdruktijd ongeveer 30 minuten tot enkele uren duren.
Nu komen de meeste drukmaterialen uit de aarde. NASA begon echter enkele materialen zoals afvalplastic te recyclen om nieuwe onderdelen te maken HerbevestigingEen geavanceerde 3D -printer is geïnstalleerd in 2019.
In de ruimte
Je vraagt je misschien af waarom Space Explorers niet zomaar niet alles meenemen wat ze nodig hebben. Dat is het tenslotte International Space Station is gebouwd Tientallen jaren geleden – een grote hoeveelheid geprefabriceerde ingrediënten van de aarde.
Het is echter onredelijk om in andere werelden een habitat te bouwen. Het is ongelooflijk duur om materialen in de ruimte te lanceren. Op dit moment was elk pond net op een raket gedraaid om naar de Lower World Orbit te gaan Geef duizend dollar uitDe Om materialen op de maan te krijgen, neemt NASA bijna initiële uitgaven aan Per pond per Amerikaanse dollarDe
Desalniettemin is het produceren van dingen in de ruimte een uitdaging. In de microografie van de plaats, of de uitputting van de maan of Mars, gedraagt de materialen de materialen Ze zijn anders dan wat ze op aarde moeten doenDe Verminder of verwijder de zwaartekracht en installeer de materialen koel en afzonderlijk opnieuw. De maan heeft een zesde zwaartekracht van de aarde; Mars, ongeveer tweevijfde. Ingenieurs en wetenschappers werken nu om 3D -printers aan te passen om aan deze omstandigheden te werken.
De bodem van andere werelden gebruiken
Zullen 3D -printers gebruiken in buitenaardse wereld in plaats van plastic of metaal Deze omgeving is te vinden in natuurlijke hulpbronnenDe Op zoek naar de juiste grondstof is echter niet eenvoudig. De habitat van de maan en Mars moet worden beschermd tegen het ontbreken van lucht, extreme temperatuur, micrromatoreieteffecten en straling.
OplossingFijn, stof, zandachtige deeltjes die zowel de maan als het oppervlak van het Mars -oppervlak houden, kan de primaire component zijn voor deze habitats. De rggies van beide werelden denken aan buitenaards vuil – tegen de grond van de aarde heeft het een paar voedingsstoffen en voor zover we weten, is er geen levend organisme. Het kan echter een goede grondstof zijn voor 3D -printen.
Mijn collega’s onderzochten eerst hoe deze mogelijkheid te onderzoeken door deze regelmatig te onderzoeken Cement gedraagt zich in de ruimteDe Ik voeg er nu mee om de technieken te ontwikkelen om Roggieth in een afdrukbaar element te veranderen en daarvoor Controleer deze eindelijk op de maanDe
Het ontvangen van de regalieten van andere werelden is echter een probleem. Steekproef Apollo kwam tijdens de missie terug uit de maan Galueerd in de jaren zestig en 70, is het moeilijk, zo niet onmogelijk om toegang te krijgen tot onderzoeksdoeleinden. Dus wetenschappers gebruiken Regolith simulanten Om het idee te controleren. De eigenlijke resolith kan heel anders reageren dan onze simulanten. We weten het gewoon niet.
Wat meer is, de maan van de maan is Mars is heel anders dan wat er op de planeet wordt gevondenDe Martian Rogolith heeft ijzeroxide – dat is wat het een roodachtige kleur geeft – maar Moon Resolith is meestal Siliceren; Het is heel subtiel en hoekiger. Onderzoekers moeten leren hoe ze beide typen in de 3D -printer kunnen gebruiken.
De app op aarde
NASA Moon-to-maart Planetary Autonomous Construction Technology Program, MMPACT staat ook bekend alsDeze huizen in de buitenaardse wereld gaan vooruit met de technologie die nodig is om af te drukken.
De methode waarin wetenschappers nu onderzoeken: a Regolith-gebaseerd beton Het oppervlak creëert enkele delen van ijs; Resolith Bij hoge temperaturen, en dan gebruikt het de vormen om het te vormen wanneer het vloeibaar is; En BioscoopWat betekent dat het Regal wordt verwarmd met het licht van de dichte zon, Laser Of Magnetrons Snel de deeltjes samen zonder de noodzaak van bindmiddelen.
Naast deze lijn hebben mijn collega’s en ik een Mars-beton gemaakt dat we Marscrete noemen, een element dat we gebruiken op 3D-prints Kleine teststructuur voor NASA in 2017De
Vervolgens hebben we in mei 2019 3D-prints gemaakt met een ander type speciaal beton Een derde van het schaalprototype is Mars Residence Het kan alles ondersteunen dat de innovators nodig hebben om overleving op lange termijn te overleven, waaronder leven, slaap, onderzoek en food-oogstmodules.
Dat prototype heeft de mogelijkheid en uitdagingen van het bouwen van woningen op de rode planeet aangetoond. Veel van deze technologieën zullen echter zijn Ten goede komen aan mensen op aardeDe
Evenzo zullen innovators duurzame producten maken van natuurlijke hulpbronnen, homeblisters Kan concreet maken Van lokaal gevonden bindmiddelen en bedragen van en zelfs Van het recyclen van bouwafvalDe Ingenieurs passen zich al aan de strategieën die Martian Residences kunnen afdrukken om thuis de woningcrisis aan te pakken. Inderdaad, 3D-geprinte huizen Al op de marktDe
Ondertussen blijft de beweging de aanwezigheid van mensen buiten de wereld vestigen. Artemis 3Nu gepland voor de lift in 2027, zal de eerste menselijke maan na 1972 landen. Mars kan op de planeet naar NASA reizen Al in 2035De
Maar waar mensen gaan, en wanneer ze daar aankomen, weet ik zeker dat 3D -printers een van de belangrijkste apparatuur zullen zijn om mensen in staat te stellen buitenaardse grond te vermijden.
SoevanHoogleraar engineeringontwerp, afdeling Elektrotechniek en Aerospace Engineering, Pen
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Gesprek Onder de Licentie Creative Commons. Lezen SleutelDe
