Jednym z elementów przyszłego zasiedlenia naszego naturalnego satelity, jest opracowanie technologii, która pozwoli na tanie i szybkie wznoszenie budowli. Inżynierowie ESA natchnienia szukają w produktach, które zna każde dziecko - klockach LEGO.
Gdy człowiek w końcu dotrze na Księżyc, z początku będzie przebywał w konstrukcjach, które zabierze ze sobą z Ziemi. Będą to najpewniej części pojazdów kosmicznych lub one same w trakcie pobytu na powierzchni Księżyca. Jednak w dalszej perspektywie trzeba opracować sposób budowy konstrukcji mieszkalnych, magazynowych, laboratoryjnych, który będzie znacznie tańszy, szybszy i wygodny.
Tańszy, bo dostarczanie zasobów z Ziemi, niezależnie od tego jak zaawansowana stanie się kiedyś sposób podróży na Księżyc, to najmniej korzystne rozwiązanie. Szybszy, bo nie będziemy uzależnieni od dostaw zasobów. A wygodny, bo Księżyc nie jest tak przyjaznym miejscem dla człowieka jak Ziemia, więc łączenie elementów konstrukcyjnych powinno wymagać jak najmniejszego zaangażowania przyszłych mieszkańców Księżyca.
Druk 3D i księżycowy regolit - dobry kierunek myślenia
Projektanci baz księżycowych biorą pod uwagę umieszczenie pomieszczeń mieszkalnych pod powierzchnią Księżyca, a nawet rozważają wykorzystanie tub lawowych jako podstawy takich konstrukcji. Uwzględniane są także pomieszczenia znajdujące się na powierzchni. Wszystkie łączy jeden wspólny element - księżycowy grunt, który zapewni ochronę ludzi przed promieniowaniem kosmicznym i zmianami temperatury w ciągu księżycowego dnia (dwa tygodnie światła słonecznego i tyle samo mroku).
W przypadku budowli wznoszonych na powierzchni Księżyca technologią, która ułatwi tworzenie dopasowanych do potrzeb elementów konstrukcyjnych, jest druk 3D. Materiałem, z którego takie elementy da się wykonać, wspomniany księżycowy regolit, który ma konsystencję drobno pokruszonej skały. Zawiera fragmenty materiału z powierzchni Księżyca przemieszane z fragmentami meteorytów poddane miliardom lat erozji i ekspozycji na promieniowanie słoneczne.
Odcisk buta astronauty w ksieżycowym regolicie (fot: NASA)
Księżycowy regolit to bardzo ciekawy materiał, który jest zarówno przydatny jak i niebezpieczny dla ludzi. Szkodliwość wiąże się przede wszystkim z miałką frakcją regolitu, pyłem który jest bardzo szorstki, a jeśli dostanie się do układu oddechowego może uszkodzić płuca. Dlatego projektanci księżycowych kombinezonów musza zadbać o odporne na jego działanie tkaniny.
Księżycowy regolit to także źródło minerałów. Nad technologią ich pozyskania pracują między innymi polscy naukowcy. W końcu, regolit księżycowy poddaje się także obróbce, którą można zintegrować z procesem drukowania 3D.
Klocki LEGO, czyli optymalny sposób łączenia elementów konstrukcyjnych
Umiejętność wytworzenia fragmentów ścian i innych elementów pomieszczeń księżycowej bazy, to co najmniej połowa sukcesu. Jednak trzeba też opracować sposób wygodnego łączenia elementów składowych.Tutaj z pomocą przychodzą klocki LEGO lub inne naśladujące je produkty. Ta zabawka, daje ogromną radość dzieciom, ale też dorosłym, bo klocki dostępne są w zestawach dostosowanych do różnego wieku użytkownika. Ich wspólną cechą są wypustki, które pozwalają je szybko łączyć. Klocki można też skalować, te dla najmłodszych są duże, starsi korzystają z coraz mniejszych.
Klocek LEGO wykonany z substytutu ksieżycowego regolitu (fot: ESA)
A skoro można wyprodukować klocki z plastiku, z drewna, ale nawet z ziemniaka, to dlaczego nie pokruszonego meteorytu. Okazuje się to możliwe, a dowiedli tego naukowcy z ESA, którym udało się wykorzystać substytut księżycowego regolitu (nie mamy go na Ziemi, ale wiemy jaki powinien być jego skład i konsystencja), by wydrukować klocki wyglądające i łączące się jak LEGO.
Tym substytutem księżycowego regolitu jest połączenie pokruszonych skał z biodegradowalnym polimerem (poliaktyd) oraz pyłem uzyskanym z meteorytu sprzed 4,5 mld lat, który spadł w północnej Afryce w 2000 roku. Czy wydrukowanie księżycowego LEGO oznacza, że taka czeka nas przyszłość. Budowanych z klocków budynków na Księżycu, a być może i na Marsie. Tego jeszcze nie możemy być w pełni pewni, ale wydaje się, że jest to ciekawy kierunek planowania przyszłości poza Ziemią.
Ostatecznie nawet jeśli nie typowe klocki to modułowe konstrukcje mają szanse stać się dla ludzi eksplorujących kosmos optymalnym sposobem wznoszenia budynków. W końcu nawet na Ziemi popularność zyskują modułowe budowle, które da się zbudować wielokrotnie szybciej, a czasem i taniej, niż tradycyjne.
Źródło: ESA, LEGO, inf. własna
Komentarze
2W ogólności wydruk 3D można zrobić z czegokolwiek, jeśli to sproszkujemy i połączymy z plastikiem. To żadne odkrycie. Najważniejsze pytanie to skąd na Księżycu wziąć plastik? Dowozić? Produkować na miejscu będzie ciężko, raczej nie ma z czego. Mając w przyszłości znikome ilości plastiku, który ogromnym kosztem dowieziono na Księżyc jednego możemy być pewni. Na pewno nie będą z tego robić klocków Lego, tylko znacznie lepiej dostosowane do warunków Księżyca i Marca komponenty.