探月新進(jìn)展：科學(xué)家首次在零重力下進(jìn)行月球重石3D打印

來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)

據(jù)南極熊了解,，來(lái)自不倫瑞克工業(yè)大學(xué)和漢諾威激光Zentrum（LZH）的科學(xué)家首次在零重力下進(jìn)行3D打印的月球重石,。在實(shí)驗(yàn)性的“ MOONRISE”項(xiàng)目中,，該團(tuán)隊(duì)在其“ MIRA3D”月球車(chē)上安裝了定制激光器，并將月塵融化成球形,。通過(guò)進(jìn)一步的研發(fā),，激光頭可以構(gòu)成飛行就緒模型的基礎(chǔ)，該模型使未來(lái)的宇航員能夠在月球上創(chuàng)建經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期結(jié)構(gòu),。

TU不倫瑞克教授的恩里科·斯托爾（Enrico Stoll）說(shuō)：“我們能夠精確控制流動(dòng)站臂上的激光頭,，從而成功熔化大型結(jié)構(gòu)。加上在LUH的“愛(ài)因斯坦電梯”中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),，我們?yōu)槭褂迷虑蛏系募す膺M(jìn)行3D打印奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),。”

該小組的MOONRISE激光器可以安裝在月球車(chē)上,，以在月球上制造長(zhǎng)期結(jié)構(gòu),。圖片來(lái)自LZH。

科學(xué)家的除塵任務(wù)
MOONRISE項(xiàng)目是由LZH和不倫瑞克工業(yè)大學(xué)空間系統(tǒng)研究所（IRAS）于2019年發(fā)起的,，旨在降低將有效載荷發(fā)射到近地軌道（LEO）的成本,。鑒于向LEO發(fā)射裝備的成本可能高達(dá)每公斤100,000美元，因此減輕貨運(yùn)重量對(duì)許多航空航天公司而言至關(guān)重要,。這促使總部位于德國(guó)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種系統(tǒng),，該系統(tǒng)只需使用月球重石就可以在月球上打印堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，從而根本不需要運(yùn)輸它們,。

該小組由大眾汽車(chē)基金會(huì)資助的研究計(jì)劃的重點(diǎn)是新型的“ MOONRISE”激光器,，其重量不到3kg,。據(jù)LZH科學(xué)家Niklas Gerdes稱，該設(shè)備的小尺寸并沒(méi)有影響其彈性,，現(xiàn)在它已經(jīng)通過(guò)了一系列的溫度和振動(dòng)測(cè)試,。格德斯說(shuō)：“在過(guò)去的兩年中，我們開(kāi)發(fā)了一種激光頭,，這種激光頭的大小僅相當(dāng)于一個(gè)大果汁盒的大小,，但是它可以承受空間的不利條件�,！�

在最近的實(shí)驗(yàn)中,，科學(xué)家們已經(jīng)能夠在真空中測(cè)試他們的激光器（如圖所示），該激光器模擬太空條件,。圖片來(lái)自LZH,。


3D打印的一小步…
隨著這個(gè)為期兩年的項(xiàng)目即將結(jié)束，研究小組最近尋求使用其激光進(jìn)行更高級(jí)的實(shí)驗(yàn),。例如,，利用漢諾威萊布尼茲大學(xué)（LUH）的“愛(ài)因斯坦電梯”，科學(xué)家們能夠在逼真的月球狀條件下制造出復(fù)雜的結(jié)構(gòu),。這些測(cè)試不僅代表了電梯的首次實(shí)驗(yàn),，而且還產(chǎn)生了新穎的球形物體，這一事實(shí)令LZH教授Ludger Overmeyer興奮不已,。他說(shuō)：“在電梯實(shí)驗(yàn)中,，我們?cè)谕耆�失重和月球重力的作用下，成功地將重石熔化成球��,。這在世界上是獨(dú)一無(wú)二的,！”

為了評(píng)估其激光器的最終使用能力，研究小組隨后將其綁在了IRAS的MIRA3D流動(dòng)站上,，該流動(dòng)站是專門(mén)為實(shí)現(xiàn)太空3D打印而設(shè)計(jì)的,。利用平臺(tái)的機(jī)械臂，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)他們能夠?qū)⑽矬w精確地加工成預(yù)先設(shè)定的設(shè)計(jì),。在他們的設(shè)備取得初步成功之后，研究人員已開(kāi)始與太空機(jī)構(gòu)進(jìn)行談判,，因?yàn)樗麄兊哪繕?biāo)是將激光器開(kāi)發(fā)成可飛行的模型,。如果有機(jī)會(huì)完成他們的工作，科學(xué)家聲稱他們的新型裝置可以用來(lái)在月球上建造堅(jiān)固的未來(lái)派聚居地,。

制作零重力結(jié)構(gòu)
隨著中國(guó),，俄羅斯和美國(guó)國(guó)家太空機(jī)構(gòu)繼續(xù)尋求在月球上的永久存在，他們?cè)絹?lái)越多地將3D打印作為一種具有成本效益的建筑工具,�,？偛课挥诘每怂_斯州的建筑公司ICON已從NASA獲得一份合同,，責(zé)成其開(kāi)發(fā)全尺寸原型非世界3D打印機(jī)。作為代號(hào)為“ Olympus”的項(xiàng)目的一部分,，該公司創(chuàng)建了一個(gè)部門(mén),，致力于僅使用月球重石制造航天結(jié)構(gòu)。

俄羅斯航天局Roscosmos還確認(rèn)了計(jì)劃,，以現(xiàn)場(chǎng)材料制成的3D打印結(jié)構(gòu)支持長(zhǎng)期飛行任務(wù),。盡管該項(xiàng)目的確切細(xì)節(jié)尚不清楚，但宇航員定于2027年降落在月球上,，距NASA的阿耳s彌斯計(jì)劃宇航員計(jì)劃這樣做只有三年,。

毫不奇怪，中國(guó)國(guó)家航天局（CNSA）透露了計(jì)劃在月球上進(jìn)行3D打印的計(jì)劃,。 CNSA的研發(fā)項(xiàng)目可能取決于其長(zhǎng)娥5號(hào)任務(wù)的成功,，我國(guó)已成為自1970年代以來(lái)將月球樣品送回地球的第一個(gè)探測(cè)器。