多年來,圍繞著3D打印建筑的炒作還在持續增長,我們看到了世界各地3D打印建筑公司的眾多項目。雖然有一些還有炒作的成分,但真正的技術價值也是存在的。對于太空和月球上的3D打印建筑來說,什么時候才能展現出價值,目前還不清楚,但我們不能完全排除這種可能性。
2020年10月12日,南極熊獲悉,美國NASA資助了一項太空3D打印建筑的計劃,叫做奧林匹斯項目,目的是開發一種在月球上進行機器人建筑的方法。奧林匹斯項目的推動者是一家建筑3D打印公司——ICON。到目前為止,它從投資者那里獲得了4400萬美元(約3億元人民幣)的投資,最近他們從NASA獲得了小企業創新研究政府合同,使用月球上的材料3D打印棲息地,并且不產生廢物。
ICON、建筑公司BIG、太空初創公司SEArch+將與NASA馬歇爾太空飛行中心合作,探索月球土壤模擬物的增材制造。BIG合伙人Martin Voelkle提出,在月球上3D打印實現的零浪費的可持續發展實踐可以推廣到地球上的建筑中。
Voelkle說:"我們已經探索了各種理想的建筑形式,并優化了對宇宙和太陽輻射的保護,棲息地的設計將具有地外建筑所需的固有冗余性,同時還將采用突破性的機器人建造,只使用原地資源,零廢物遺留。"
之前,已經啟動了許多項目來探索在太空中3D打印棲息地的可能性,包括太陽能燒結 ,有些努力可以追溯到2014年。在這種情況下,被選為SBIR的企業可能會勝任這項任務。ICON已經取得了一些了不起的功績,比如為美國軍車3D打印庇護所,并在墨西哥破土動工建設一個3D打印社區。它還在德克薩斯州奧斯汀市為無家可歸者建造了庇護所。
建立太空棲息地是美國宇航局更大的 "阿特米斯 "項目的一部分,該項目不僅面向2024年讓宇航員登陸月球,還在那里建立了一個長期基地。ICON的是否會成為為人類在月球上持續存在奠定基礎的項目,我們還不能知道。
在航天方面具有一定實力的國家和組織包括歐洲、美國、俄羅斯、中國、印度等,這些國家或者組織都在月球建造基地方面做過研究。
歐洲
2013年歐洲航天局(ESA)與知名的建筑事務所Foster + Partners合作,開展了一系列研究。最后的研究結論是:利用月球土壤進行3D打印在原則上是可行的。不過,自那時以來,相關的研究工作仍在繼續。
Foster + Partners設計了一座可以容納4個人的月球基地,該基地能夠防范隕石、伽瑪射線和高溫波動。構想的建筑方式,是首先構建一個中空的柱狀結構,這樣的話可以從柱子內部輸送材料到頂部。從柱子頂部展開一個可充氣的圓形結構作為屋頂,然后以這個圓頂作為建筑支撐,由可移動的3D打印機使用月球土壤逐層構建,為基地打造一個防護殼,以防止宇宙輻射和微流星體的撞擊。
為了以最低限度的“墨水”用量確保足夠的強度,防護殼被設計成類似泡沫的中空封閉的蜂窩結構。該結構的幾何形狀接近我們的天然生物系統。不久,該機構還將研究另一種在月球上進行3D打印的方法,即聚焦太陽光去融化月球的風化層,從而構建出指定的月上建筑。
但是,這種月球3D打印技術究竟如何才能打印出完整的月球基地?他們選擇了月球南極沙克爾頓環形山的邊緣作為月球基地的位置。歐洲航天局為此解釋說,“月球的自轉導致太陽光以極低的角度掠過其極點。其結果是沿著沙克爾頓環形山的邊緣有一個近乎恒定的“永久光照區”,并且位于永久陰影區域旁邊。在這樣的地點建立基地能夠利用其豐富的太陽能,最大限度避免在月球其它部分的極端冷熱交替現象。”
印度
2018年,印度空間研究組織(ISRO)表示正在探索在月球上創建3D打印月球棲息地的可能性。ISRO與NASA,歐洲航天局(ESA)和俄羅斯一道參加了定居地球唯一永久性自然衛星的競賽。
根據ISRO的說法,它計劃在不久的將來在月球表面建造類似冰屋的建筑,并計劃使用3D打印機和機器人利用來自月球的材料建造棲息地。
到目前為止,印度航天局已經使用3D打印技術建造了一個月球棲息地模型,該模型正在其月球地形測試設施中進行評估。據稱ISRO已經為月球結構提出了五種潛在的設計,這些設計都將進行測試。“我們計劃使用月球作為前哨。”ISRO衛星中心的主任安納杜萊先生說。“從長遠來看,空間站很可能會被取消。包括美國在內的許多國家正在考慮在月球上建造更多的永久性建筑。當發生這種情況時,我們希望印度能做出貢獻。”
為了在月球上進行施工準備,ISRO科學家們還開發了與其月球土壤非常相似的材料。目前,該機構稱其約有60噸月球模擬物與月球實際土壤匹配度高達99.6%。當然,材料將是建立健全棲息地的關鍵部分,這將在月球定居點建立時保持宇航員的安全
中國
2019年,在一場新聞發布會上,國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華表示:“嫦娥六號計劃在月球南極進行采樣返回,到底是月背還是正面,要根據嫦娥五號的采樣情況來確定。嫦娥七號是在月球南極一次綜合探測,包括對月球的地形地貌、物質成份、空間環境進行一次綜合探測任務。嫦娥八號除了繼續進行科學探測試驗以外,還要進行一些關鍵技術的月面試驗。中國、美國、俄羅斯和歐洲等國家都在論證,要不要在月球建立一個科研基地,或者科研站,比如說采用3D打印技術,能不能在月亮上利用月壤建房子等,我們要通過嫦娥八號驗證部分技術,為以后各國一起共同構建月球科研基地,做一些前期探索。”
俄羅斯
2020年,俄羅斯衛星網報道,俄羅斯科技委員會負責人、前景研究基金會副總裁達維多夫表示,該基金會聯合俄羅斯航天集團公司開始開發太空3D打印機,將在國際空間站對其進行測試,未來計劃用于打印太空的大型建筑、月球和火星基地的元件。
“我們聯合莫斯科中央科研工藝研究所開始增材技術領域的工作,將制造3D打印機,以便在太空空間條件下工作,并為其確定任務。計劃展示者將在國際空間站上測試打印機,而未來將這些設備用于打印軌道上太空設備的元件。”
他表示,從長遠來看,正在考慮使用3D打印機制作月球和火星基地建筑的可能。
責編AJX
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