3-D-print for at bane vejen for månekolonisering

Et forskerhold fra Skoltech Center for Design, Fremstilling og materialer (CDMM) omfattende 2. års Ph.D. studerende Maxim Isachenkov, Seniorforsker Svyatoslav Chugunov, Professor Iskander Akhatov, og professor Igor Shishkovsky har udarbejdet en omfattende gennemgang af brugen af ​​Additive Manufacturing (AM) teknologier (også kendt som 3-D-print) i bemandet måneudforskning. Deres papir blev offentliggjort i tidsskriftet Acta Astronautica indeholder en omfattende beskrivelse af den geologiske sammensætning af måneoverfladen og egenskaberne af månejord (måneregolith) og dens simulanter, detaljeret deres mineralogi, morfologi, og kemisk sammensætning, i lyset af deres fremtidige brug som råmateriale til 3-D-print på månens overflade.

Forfatterne vurderede forskellige 3-D-printteknikker præsenteret i litteraturen med hensyn til deres egnethed til in-situ fremstilling og vedligeholdelse, med fokus på tilpasning af AM-metoder til lav tyngdekraft, begrænset energiforbrug, dimensions- og vægtbegrænsninger for AM-komponenter leveret til månen, skalerbarhed af AM-teknologier, lav tyngdekraft ydeevne af 3-D-printmetoder, og autonomi af AM-applikationer.

Ifølge Maxim Isachenkov, "3-D-printteknologier vil være en af ​​hjørnestenene i måneudforskning, at give fremtidige astronauter den nødvendige infrastruktur, reservedele, og værktøjer via lokal ressourceudnyttelse." Han mener, at "Der er ingen universel 3-D-print tilgang, der er i stand til at håndtere alle disse opgaver. Hver tilgang vil have sin egen niche, afhængig af flere faktorer. Det ville være umagen værd at udvikle en strategi for, hvordan man bruger et sæt AM-metoder individuelt eller i kombination og vælger en teknik, der er bedst egnet til et specifikt formål."

Holdet håber, at deres gennemgang vil hjælpe forskere over hele kloden med at finde de mest lovende AM-teknikker til yderligere forskning og udvikling og involvere flere hold i disse undersøgelser, som i sidste ende kunne bidrage til en bæredygtig udvikling af den fremtidige måneinfrastruktur og udvidelsen af ​​menneskelig tilstedeværelse i rummet.

Skoltech-forskerne ledet af prof. Shishkovsky er gået videre fra at analysere den globale state of the art på området og lanceret deres egen forskning. CDMM Additive Manufacturing Lab har iværksat undersøgelser af anvendeligheden af ​​forskellige 3-D printteknologier til måneregolith, med vægt på stereolitografi, der hjælper med at fremstille højstyrke præcisionskeramiske dele. Laboratoriets første prøver opnået fra en månejordsimulant udviklet af NASA's Center for Lunar and Asteroid Surface Science (CLASS) viste, at denne tilgang i princippet er mulig (fig. 1).

Skoltech-teamet planlægger at fremstille mere komplekse funktionelle produkter, såsom boligmoduler, udføre mekaniske tests, og skræddersy teknologien til autonom drift i månens tyngdekraft.