پرینت سه بعدی چگونه می‌تواند یک کلونی را در ماه و یا حتی سیارات دیگر ایجاد نماید؟ آیا این امر امکان پذیر است یا نیاز به زمان و امکانات فراوان دارد؟

کل ماموریت آپولو 11 به ماه فقط هشت روز طول کشید. اگر ما همیشه بخواهیم پایگاه های دائمی روی ماه، یا شاید مریخ یا حتی فراتر از آن بسازیم، آنگاه فضانوردان آینده باید روزها، ماه‌ها و شاید حتی سال‌های زیادی را در فضا بدون اینکه یک شاهراه ثابت به زمین وجود داشته باشد بپیمایند.

سؤال این است که چگونه آنها به هر آنچه که لازم است، دست می‌یابند. استفاده از راکت‌ها برای ارسال کلیه تجهیزات و لوازم برای ساخت و ساز و نگهداری شهرک‌های ماه به صورت طولانی مدت بسیار گران خواهد بود.

اینجاست که پرینت سه بعدی وارد می‌شود و به فضانوردان اجازه می‌دهد تا کلونی قمری خود را از مواد اولیه مورد نیاز خود بسازند.

پرینت سه بعدی

پرینت سه بعدی:

پرینت سه بعدی شامل یک گروه پیشرفته از فناوری است که می تواند محصولات فیزیکی تقریباً به هر شکل یا پیچیدگی هندسی را از طرح های دیجیتال تولید کند.

این فناوری در حال حاضر می تواند شی هایی را از یک پالت عظیم از مواد از جمله فلزات ، سرامیک و پلاستیک ایجاد کند که برخی از آنها برای ساخت تجهیزات درجه فضایی قابل استفاده هستند .

پرینت سه‌بعدی علاوه بر مزیت کار با حداقل مشارکت انسانی ، مزیت دیگری نیز دارد. فقط می‌توانید آن را پرینت کنید و منتظر محصول نهایی باشید.

این بدان معناست که حتی می‌توان از راه دور نیز کار کرد. از نظر تئوری، شما می‌توانید یک پرینتر سه بعدی را به ماه (یا هر مکان فضایی دیگر) قبل از خدمه انسانی بفرستید و می‌توانید قبل از رسیدن فضانوردان، ساخت سازه‌ها را آغاز کنید.

البته چالش‌های قابل توجهی وجود دارد. پرینت سه بعدی در درجه اول برای استفاده در روی زمین با تکیه بر برخی از ثبات‌های ثقل و ثبات دما برای کار تحت عنوان طراحی ساخته شده است. تاکنون از مواد قابل توجه كمتری نسبت به مواد موجود در سطح ماه یا مریخ استفاده می‌كند.

پرینت سه بعدی

پرینت با گرد و غبار

ماه پوشیده از سنگ مرمر است، ماده‌ای پودری که از میلیون‌ها سال شهاب سنگ‌هایی که سطح ماه را بمباران می‌کنند تشکیل شده است. این به تدریج لایه‌های بالایی بستر را به ماده‌ای شبیه خاک ساخته شده از دانه های کمتر از چند میلی متر تبدیل کرده است.

در حالی که شما می‌توانید از تئوری سنگی برای ساخت کارخانه افزودنی از رگولیت استفاده کنید، برای خانه های پرینت سه بعدی یا حتی اجزای اساسی تر مانند آجر و سیمان، به مواد اضافی دیگری از زمین نیاز دارید تا بتوانید با یک رگولیت مانند چسب مایع مخلوط کنید.

به گفته تانوس گولاس:

من و همکارانم به دنبال راه‌هایی هستیم که بتوانیم طیف وسیعی از قطعات مهندسی را تنها با استفاده از رگولیت استفاده کنیم. روش ما شامل استفاده از لیزر برای تبدیل مقدار بسیار کمی از انرژی به گرما است که می‌تواند دانه‌های رگولیت را با هم ذوب و همجو کند تا یک قطعه نازک اما جامد از مواد تشکیل دهد. با تکرار این فرآیند و اضافه کردن لایه های بیشتر به ترتیب، در نهایت می‌توانیم یک شی سه بعدی بسازیم.

اجزای کوچک می‌توانند به سرعت و بدون مواد دیگر ساخته شوند.

هر لایه از ضخامت 1 میلی متر است و بنابراین ساختن سازه‌های بزرگ مانند دیوارها یا پناهگاه‌های کامل زمان غیر عملی می‌کند. در عوض، برای تولید اشیاء با جزئیات بسیار کوچکتر، مانند فیلترهای غبار یا آب، که به طور معمول به سوراخ های کمتر از میکرون (0.001 میلی متر) نیاز دارند، بسیار بهتر است.

در صورت آسیب دیدن یا فرسودگی، پرینت سه بعدی به ویژه برای تکثیر اجزای حیاتی بسیار مفید خواهد بود، و سریعتر از آنچه که یک کشتی تأمین، نیاز داشته باشد به تعویض نیاز دارد تا بتواند یک محصول جدید را از روی زمین بیاورد.

برای فهمیدن چگونگی به کار بردن این پرینت سه بعدی برای کار در فضا، ما تحقیقات گسترده‌ای را در مورد مواد و فرآیندها انجام داده‌ایم و سعی کردیم بفهمیم که چگونه شرایط روی ماه می‌تواند بر آنها تأثیر بگذارد.

بدون تهیه‌ی رگولیت واقعی آماده شده، از موادی استفاده کردیم که ترکیب شیمیایی و مواد معدنی مشابهی دارند. این گونه در شرایط بسیار متفاوتی نسبت به بمباران شهاب سنگ شکل گرفته، اما برای ما كاملاً پیچیده است كه تعامل آن را با لیزر مطالعه كنیم و از آن دانش استفاده كنیم تا تخمین بزنیم كه رگولیت واقعی چگونه عمل خواهد كرد.

ما هنوز باید مواد و تعامل آنها با فرآیند پرینت سه بعدی را بهتر بشناسیم و مهندس راه حل‌های فنی جدید برای غلبه بر هرگونه محدودیتی باشیم. در این مرحله، حتی برای ما سخت است که بدانیم چه نوع کارهایی ممکن است به اشتباه پیش بروند.

اما قدم بعدی خوب آزمایش پرینت سه‌بعدی با رگولیت واقعی است. نمونه های موجود در زمین بسیار محدود هستند ، اما با توجه به اینکه بشریت آماده ورود به دوره جدیدی از فعالیت های قمری است، ممکن است بزودی یک نمونه آماده به بازار عرضه شود.

این مقاله از گفتگو  توسط  تانوس گولاس ، همکار تحقیقات بعد از دکترا، گروه تحقیقاتی تولید مواد افزودنی، دانشگاه لوفبورو  تحت مجوز Creative Commons منتشر شده است.

منبع: The Next Web