Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Drukowanie 3D cegłówek z użyciem symulowanego pyłu księżycowego i energii słonecznej właśnie stało się możliwe

Drukowanie 3D może bardzo pomóc w eksploracji Księżyca. Ponieważ ciężar to jedno z największych ograniczeń w podróżach kosmicznych, możliwość wznoszenia konstrukcji na miejscu z wykorzystaniem materiału księżycowego oraz energii słonecznej może przybliżyć o krok kolonizację Księżyca.
Drukowanie 3D cegłówek z użyciem symulowanego pyłu księżycowego i energii słonecznej właśnie stało się możliwe
Transport z Ziemi infrastruktury potrzebnej księżycowym kolonizatorom nastręcza trudności technicznych. O wiele lepszym rozwiązaniem byłoby wykorzystanie drukowania 3D do wznoszenia konstrukcji na miejscu. A to rodzi pytania, między innymi o to, jakiego materiału użyć i jak ujarzmić potrzebną do budowy energię słoneczną. Choć pomysł drukowania 3D konstrukcji w kosmosie z użyciem gleby księżycowej i energii słonecznej może nadal wydawać się fantastyką naukową, to dzięki finansowanemu ze środków UE projektowi REGOLIGHT technologia jutra szybko staje się technologią dnia dzisiejszego. Partnerzy projektu stworzyli technologie, które posuwają o krok naprzód przełomową weryfikację poprawności projektu, opracowaną przez Europejską Agencję Kosmiczną.

W kierunku drukowania 3D w kosmosie

Prace przeprowadzone przez Europejską Agencję Kosmiczną z wykorzystaniem obiektów Niemieckiej Agencji Kosmicznej DLR w Kolonii, pokazały, że możliwe jest wytwarzanie cegieł z symulowanego pyłu księżycowego i energii słonecznej. Stół drukarki 3D podłączony został do pieca słonecznego, wypalającego kolejne warstwy pyłu księżycowego grubości 0,1 mm w temperaturze 1000°C. Test wykazał, że cegłę o rozmiarach 20 x 10 x 3 cm można wytworzyć w około pięć godzin.

Piec słoneczny wykorzystuje 147 zakrzywionych luster, skupiających światło słoneczne w jedną wiązkę o wysokiej temperaturze, która posłużyła do stapiania ziaren regolitu. Ponieważ technologia jest uzależniona od pogody, użyto również symulatora słonecznego. W tym celu zbudowano sieć lamp ksenonowych, takich jakie stosuje się w projektorach kinowych. Uzyskane wyniki pokazują, iż ta metoda wytwarzania materiału budowlanego na potrzeby wznoszenia konstrukcji na Księżycu jest wykonalna.

Kolejny etap weryfikacji poprawności projektu

W ramach projektu REGOLIGHT (Sintering Regolith with Solar Light) eksperyment zostanie odtworzony w celu przetestowania, na ile technologia sprawdzi się w reprezentatywnych warunkach księżycowych, a więc w próżni i skrajnie wysokich temperaturach. Odtworzenie wyników w próżni wydaje się szczególnie trudne, niemniej w artykule opublikowanym niedawno przez partnerów projektu w czasopiśmie »The Journal of Aerospace Engineering« czytamy, że wedle uzyskanych wyników próżnia ma pozytywny wpływ na spiekanie. Ziarna łączą się w niższej temperaturze niż w powietrzu, co zapobiega dodatkowej porowatości i podnosi wytrzymałość na ściskanie nawet do 152 MPa w porównaniu do 98 MPa przy spiekaniu w atmosferze powietrza. W ramach badań sprawdzano też wpływ zmian zawartości szkła, główne rodzaje plagioklazów oraz ilmenit pod kątem określonego procesu spiekania.

Partnerzy projektu doskonalili różne techniki z zamiarem przygotowania gruntu pod testy bazujące na wynikach osiągniętych przez ESA. Niedawno zespół ogłosił opracowanie podajników regolitu, które transportują surowiec do szczelnych zbiorników, a następnie usypują odpowiedniej grubości warstwę we właściwym tempie na stole drukarki. Ze względu na właściwości cierne regolitu, prawidłowe kontrolowanie osadzania proszku może sprawiać problem. Jednakże nowe urządzenie zbudowane w ramach projektu REGOLIGHT pozwala regulować grubość warstwy za pomocą kilku przenośników ślimakowych. Zweryfikowano kwestie wyciekania materiału (kiedy przenośnik nie pracuje), przepływu oraz prawidłowej grubości i rozrzutu osadzanego materiału.

Multidyscyplinarne podejście

W skład zespołu wchodzą architekci, inżynierowie, projektanci systemów i naukowcy, którzy podchodzą do problemów technicznych z dwóch stron. Jak twierdzą, w ten sposób zyskują szeroką perspektywę, opierając się na scenariuszu misji oraz podejściu oddolnym, które koncentruje się na fizycznych właściwościach pyłu regolitowego i addytywnej technologii produkcji. Unijne wsparcie badań pozwala partnerom projektu REGOLIGHT przenieść na kolejny poziom przełomowe prace zrealizowane przez ESA.

Więcej informacji:
witryna projektu

Źródło: Na podstawie informacji uzyskanych z projektu i doniesień medialnych

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę