Учёные из Университета Тулузы успешно изготовили объекты из аналога лунного грунта, используя исключительно лазерное спекание, без необходимости в земных добавках. Эта методика может значительно уменьшить зависимость будущих лунных колоний от дорогостоящих доставок материалов с Земли и облегчить освоение спутника.
До недавнего времени большинство технологий 3D-печати из реголита нуждались в связующих веществах, таких как полимеры или геополимеры, которые производятся на Земле. Исследователи проводили эксперименты с вулканическим базальтом BPY, аналогом лунного грунта, подвергая его лазерному плавлению. Подобные методы уже используются в металлической 3D-печати на Земле. Однако для лунной среды критично исключить ненужные элементы, поскольку каждый отправленный в космос килограмм стоит десятки тысяч долларов.
Ключевым фактором стал состав порошка. Исследователи обнаружили, что структура частиц значительно влияет на прочность материала: полностью кристаллический порошок (с организованной структурой) при спекании выдерживает в два раза большее давление по сравнению с аморфным (неорганизованным). Это открытие позволит выбирать оптимальные смеси для печати несущих конструкций, несмотря на то, что текущие образцы всё ещё имеют значительную пористость, около половины их объёма составляет пустота. Для сравнения, прочность таких объектов пока лишь немного превышает прочность обычного кирпича, что является недостаточным для лунных условий, где нагрузки, даже при слабой гравитации, остаются значительными.
Ранее ESA проводила тестирования «солнечного спекания» BPY, а проект MOONRISE экспериментировал с печатью в условиях невесомости, однако все эти методы сталкивались с проблемой низкой прочности конструкций. Новое исследование предлагает решение — оптимизация структуры порошка и параметров лазера. Учёным предстоит выяснить идеальное соотношение кристаллических и аморфных частиц, а также оптимальные размеры гранул.
Успех данной технологии может стать основой для автономного строительства на Луне: начиная от жилых модулей и заканчивая инфраструктурой для добычи ресурсов. Пока что метод далёк от совершенства, но учитывая планы NASA и других агентств по возвращению человека на спутник, такие исследования — важный шаг к превращению лунной базы в реальность.
Источник: iXBT
