為了移居外太空,科學家嘗試用月球土壤3D打印磚塊

火星探測 天文 3D打印 地球 科技知聲 2017-05-11

人們自古以來對月亮總有一種莫名的感情。即使現在已經證實上面沒有桂樹和月兔,但人們總會思考在月亮上嫦娥住哪裡。這個問題,近日歐洲空間局(ESA)有了答案。他們稱,在未來月亮上可能會出現用塵土堆砌的房屋,因為他們發現利用太陽光的熱量,可以將月球塵土使用3D打印製成建造定居點的磚塊。

負責ESA材料項目的工程師也證實了這點。他們在太陽能爐中模擬了燒製月球材料的過程,實驗結果稱3D打印平臺可以在1000℃的溫度下烘烤直徑約0.1毫米的月球塵土顆粒,完成一個20×10×3cm的建築用磚塊只需要5個小時。

為了移居外太空,科學家嘗試用月球土壤3D打印磚塊

這個模擬實驗用的材料是模擬土壤。這種土壤是用陸地上的火山材料作為基礎原料,按照從月球帶回來的土壤數據組成成分和顆粒大小,最後加工製成。在模擬土壤製作成功之後,下一步就是燒製。他們利用了位於德國航空航天中心的太陽能爐設施,用了147個彎曲鏡面將陽光聚焦形成極高溫,將土壤顆粒融化在一起,最後製成磚塊。

而從實驗結果證明他們成功了,他們認為這個結果表明在月球這一施工方法確實可行。而且經過反覆的機械測試,這類3D打印磚塊已經具備了石膏的強度,完全不用擔心它一碰就碎。不過這類磚塊也有一點缺陷,那就是部分磚塊邊緣出現了翹曲,科研人員給出的解釋是磚塊邊緣比中心冷卻得更快。他們稱“正在尋找方法控制這種情況,也許加快打印速度能讓磚塊內部積聚較少熱量。”

為了移居外太空,科學家嘗試用月球土壤3D打印磚塊

而實際上,這項成果是歐空局調查用月球現場資源製造基礎設施和硬件系列研究的一部分。項目組人員補充說,因為演示的成果都是在標準大氣條件下進行的,所以與真實環境有一定誤差,但後續的項目將在模擬月球大氣環境下操作,即在真空和極端高溫中探測磚塊的打印效果,所以更具有代表性。如果效果不錯,歐空局只需將3D打印機和太陽能聚焦設備運送到月球,便能在月球上進行這項工作。

而負責歐空局材料和製作過程工作的工作人員表示這項成果對之後探索月球很有必要。如果建立月球基地,那麼當地資源的利用也必將成為重要的實用技術之一,如果使用太陽能聚焦設備和當地資源3D打印出來的建築材料可以在當地使用,能建設災後緊急避難所,那麼這類可持續發展方式可以避免常規輸送造成的阻塞,也可以減輕地球的負擔。

使用月球土壤製成磚塊並不是個例,火星土壤也曾“宣佈”自己可以成為建材。研究人員通過模擬火星土壤,採用採用靜態加壓、剛性模子的方式製成了傳說中的火星磚。雖然這種“火星磚”的製作工藝簡單,據測試其強度比鋼筋混凝土還強。

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