3D打印的月球雷石磚可以承受太空中的極端環(huán)境

自從20世紀60年代的第一次太空飛行以來，人類一直夢想著不僅僅是訪問外太空行星,，而是居住在它們,。盡管在月球或火星上生活可能看起來像科幻小說,，但這實際上是一些組織正在積極努力的事情,，3D打印可能是其成功的關鍵之一。而現(xiàn)在,，它可能離可行性又近了一步,。

△一個火星前哨站的概念棲息地

2022年10月29日，南極熊獲悉,，佛羅里達大學的研究人員已經(jīng)成功創(chuàng)建了3D打印磚塊,，可用于建造由月球雷石和鹽水制成的阿特米斯基地營的基地。

這當然不是第一次努力將3D打印應用到外太空建造住房,。事實上,，目前已經(jīng)有一些項目正在進行這方面的嘗試。這包括Redwire公司在國際空間站上進行的測試,，以確定月球雷石,，或月球表面的土壤和巖石沉積物是否可以用來創(chuàng)造居住環(huán)境，美國宇航局目前與AI太空工廠合作進行的3D打印月球居住環(huán)境，以及華盛頓州立大學對火星3D打印的研究,。然而,，到目前為止，它一直是相對假設的,。這是第一批顯示雷石磚能夠抵御外太空極端環(huán)境的項目之一,。

△月球石板由月球表面發(fā)現(xiàn)的松散巖石、灰塵和材料組成（圖片來源：美國航空航天局）

3D打印的月球石磚能夠經(jīng)受住極端環(huán)境的考驗

3D打印月球磚的項目由UCF的技術和航空工程系的Ranajay Goush副教授的研究人員負責,，相關成果以題為“Effect ofSintering Temperature on Microstructure and Mechanical Properties of MoldedMartian and Lunar Regolith/燒結溫度對模壓成型火星和月球風化層微觀結構和力學性能的影響”的論文被發(fā)表在最近一期的《國際陶瓷》雜志上,。主要作者是研究助理Peter Warren，但共同作者包括Nandhini Raju, HosseinEbrahimi, Milos Krsmanovic和航空航天工程教授Seetha Raghavan和Jayanta Kapa,。他們試圖發(fā)現(xiàn)是否可以用這些3D打印的月球雷石磚在月球上建造一個固定的阿特米斯基地營。

相關論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884222027560

為了制造這些磚塊,，研究團隊采用了粘合劑噴射法,，其粘合劑由鹽水和UCF外巖實驗室的外巖粉末制成。粘合劑噴射是一種完美的技術,，因為它獨特地適用于難以用激光熔化的陶瓷類材料,。Ghous進一步指出，這使它在基于雷石的地外制造方面具有巨大潛力,。盡管最初的生坯部件相對較弱,，但在經(jīng)過高達1200攝氏度的高溫烘烤后，磚塊的強度足以滿足其用途,。

△加州大學機械與航空航天工程學院副教授Ranajay Ghosh和研究生研究助理Peter Warren展示了使用模擬月球和火星雷石及鹽水制作的圓柱形磚塊（圖片來源：UCF）

而結果無疑是有希望的,。研究人員發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的圓柱形磚塊能夠承受高達2.5億倍地球大氣層的壓力,。這表明,，粘結劑噴射在未來可用于太空材料和結構的建造。最重要的是,，它表明世界以外的結構將能夠使用在太空中發(fā)現(xiàn)的資源來建造,。通過開辟這條道路，未來的任務可以減少因運輸建筑材料而占用寶貴的空間和重量限制,，使居住的可能性大大增加,。

Ghosh總結說："這項研究有助于空間探索界正在進行的辯論，即在原地利用地外資源與從地球運輸材料之間找到平衡,。我們越是進一步開發(fā)利用豐富的雷石的技術,，我們就越有能力在月球、火星和其他行星上建立和擴大未來的基地營地,。"