全文3000字,阅读需要5分钟。本文分享中美部分月球3D打印原位制造的技术梳理和构想。
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导语
月壤原位3D打印建造设想
力学性能:抗压强度可达25MPa以上,满足美国建筑标准对混凝土结构的要求。
耐温差性能:经过30次模拟月球昼夜温差(-196℃到25℃)的冻融循环后,抗压强度仅下降约1%。
真空稳定性:在60℃真空环境下暴露24小时后,强度损失不到5MPa。
抗辐射性能:50cm厚的地聚合物材料可有效屏蔽400MeV的高能质子辐射。
铺粉:用滚轮在底板上铺设月壤粉末床。
喷射黏合剂:根据数字模型,选择性地将黏合剂喷洒到粉末上。
固化:黏合剂将粉末颗粒黏结在一起,形成所需结构。
重复:逐层堆积,最终形成完整构件。
从构想到现实:NASA的大手笔投资月球3D打印建设
从4年前的相关文章到今天,已经有许多这个领域的研究成果陆续发表,当我们在构想和验证3D打印技术原位建设月球基地的可能性时,NASA已经在这个领域投入了巨额资金。
这无疑为我们之前探讨的技术提供了强有力的佐证,也让我们看到了这项技术从构想走向现实的希望。
ICON公司的Olympus系统:月球建设的未来
2022年12月,NASA向德克萨斯州的高科技建筑公司ICON投资了5720万美元,用于开发名为Olympus的3D打印系统。
这个系统专门设计用于在月球和火星上进行建设,这与我们前文讨论的技术构想不谋而合。
ICON的CEO Jason Ballard表示:
"Olympus系统将允许我们建造月球前哨站,最终建成月球基地所需的所有基础设施元素。这包括发射和着陆平台、道路、居住舱,你能想到的一切 - 所有我们在月球上需要的东西。"
新的3D打印建造方法
与我们之前讨论的地聚合物技术类似,ICON的Olympus系统也致力于利用月球本地资源进行建设。除了正常的挤出成型外,
他们还提出采用了一种不同的方法:
"我们使用高功率激光实际上将月球尘土转化为建筑材料
除此之外,该公司还在实验使用微波、红外线和熔化等方法进行月球建设。
技术验证与未来计划
ICON公司计划使用真实的月球土壤样本(来自阿波罗任务)和模拟月球尘土来继续开发Olympus系统。他们还将在模拟月球重力的飞行中测试他们的硬件和软件。
公司表示他们希望在2026年之前就能在月球上开始建设,第一个建筑可能是一个发射和着陆平台。
"这份合同的最终交付成果将是人类在另一个世界的首次建设,"他说,"这将是一个非常特别的成就。"
写在最后
NASA对ICON的投资无疑给了这一领域研究者和工程人员极大的信心,证明了月球3D打印建造技术的可行性和重要性。
然而,我们也要认识到,无论是我们之前讨论的地聚合物技术,还是基于激光的Olympus系统,都还面临着诸多挑战:
材料性能:如何确保3D打印的结构能在月球极端环境下长期稳定? 能源供应:高功率激光或其他加工设备需要大量能源,如何在月球上解决能源问题? 精确控制:在1/6重力和真空环境下,如何精确控制3D打印过程? 维护和修理:如果设备出现故障,如何在月球环境下进行维修?
尽管如此,AM易道认为,NASA的这笔投资无疑为月球建设技术注入了一针强心剂。
我们有理由相信,在不远的将来,人类将能够在月球上建立起自己的家园。
比如华科团队曾经的3D打印月壶尊构想:
各位读者朋友,您是否也为人类探索太空的未来感到兴奋?
您认为还有哪些技术难题需要解决?欢迎在评论区分享您的想法。让我们一起畅想未来,为人类征服太空贡献我们的智慧!
最后,让我们期待有朝一日,我们能在3D打印月球基地中庆祝中秋节,透过基地的窗户欣赏蓝色的地球。
AM易道再次祝大家中秋节快乐,让我们一起期待人类在太空探索中取得的每一个突破性进展!
(正文内容结束)
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