Новые подробности о 3D-принтере, работающем на лунным грунте

Хотя полученным образцам недостаёт изящества, они довольно прочны и могут иметь почти любую форму. (Здесь и ниже фото Washington State University).

Исследователи из Университета штата Вашингтон модернизировали серийный 3D-принтер Optomec LENS-750 таким образом, чтобы он смог «печатать» различные орудия из материала, близкого по составу к реголиту.

После того как выяснилось, что на Луне достаточно воды в виде льда, вопрос о принципиальной реализуемости не слишком дорогой лунной базы снят: энергии и воды на поверхности столько, что их хватит для неисчислимого множества таких поселений. Однако, кроме этих компонентов, нужно оборудование и стройматериалы, не так ли?

С последними тоже всё ясно: реголит, как говорят, вполне способен стать тамошней кирпичной глиной. А ещё можно использовать кратеры и пещеры, и тогда сооружать придётся только перегородку, отделяющую внутреннюю часть уже готового «помещения» от вакуума лунной поверхности.

Остаётся проблема средств производства; привезти их с Земли будет дорого. Именно поэтому НАСА направило в распоряжение группы из Университета штата Вашингтон (США) мелкозернистый материал, похожий на лунный реголит по структуре и составу и включающий кремний, алюминий, кальций, железо и оксиды магния. Зачем? Для изготовления из него разного рода орудий.

И учёные постарались. Для работы с псевдореголитом использовался хотя и недешёвый (полмиллиона долларов), но всё же серийный 3D-принтер для изготовления изделий из металла. Поскольку реголит по свойствам скорее ближе к керамике, интенсивность лазерного луча, настроенного на плавку металла, ему не нужна. Поэтому её снизили со стандартных 300–400 Вт до 50 Вт.

И вот итог: довольно эффективные, хотя и грубоватые орудия любой формы, способные удовлетворять абсолютное большинство потребностей персонала внеземной базы, а также блоки стройматериалов, подобные кирпичам, хотя и большего размера (лунная гравитация позволяет оперировать тяжёлыми предметами).

«Это звучит как научная фантастика, но это действительно возможно!» — восклицает руководитель работ профессор Амит Бандиопадхья (Amit Bandyopadhyay).



Послойно нанося реголит, принтер сооружал относительно прочные изделия. Кроме создания их с нуля, он может использоваться для соединения в одно целое уже имеющихся деталей и их починки. Хотя для некоторых высоконагруженных операций — скажем, для выработки фрезы — этого недостаточно, внесением упрочняющих добавок вполне возможно добиться нужной прочности итогового инструмента. Такие добавки, как водится, могут быть получены на месте (выделением из того же самого лунного грунта). Но почему только лунного? Состав марсианской или даже меркурианской поверхности не столь радикально отличается от лунной, полагают учёные, чтобы там нельзя было применить 3D-печать.



Если инструмент сломается, его части можно воссоединить при помощи того же 3D-принтера. Конечно, не так изящно, как для обычных материалов (внизу), но ведь и на Земле из грунта редко делают филигрань.

Кстати, в 2012 году британским учёным с помощью общедоступного Fab@Home 3D-принтера стоимостью всего в $2 тыс. удалось получить сложные химические соединения из первичных компонентов. Поэтому г-н Бандиопадхья считает, что сходные результаты, вероятно, можно было получить на значительно более дешёвом 3D-принтере такой же или даже меньшей исходной мощности.



Отчёт об исследовании опубликован в издании Rapid Prototyping Journal.

Источник