歐洲空間局擬用3D打印技術建造月球基地
2013-02-03 09:06 來源：中國科技網 責編：王岑
- 摘要：
- 歐洲空間局（ESA）聯合多家機構，正在驗證通過三維（3D）打印的方法，用月球表層的風化土壤來建造月球基地的可行性。
【CPP114】訊：歐洲空間局（ESA）聯合多家機構，正在驗證通過三維（3D）打印的方法，用月球表層的風化土壤來建造月球基地的可行性。目前，他們已用1.5噸的模擬月壤造出了一塊基地建材樣品。如能進一步解決相關問題，建造月球基地的宏偉工程將變得更加簡單。
英國福斯特建筑事務所為月球基地設計了一種承重的“懸鏈”式穹頂，結合可壓力充氣的細胞狀單元格結構的墻壁，以保護宇航員免受微流星體和空間輻射的傷害。設計原則由月球土壤的性質決定，中空的密閉細胞結構就像鳥類的骨骼，是強度和重量的完美統一。事務所專家模型組的澤維爾・凱斯蒂利亞說：“我們常為地球上的極端氣候條件設計建筑，并盡可能開發環境效益，利用當地的可持續材料。設計月球居住地也是遵循同樣理念。”
研究所用的D-Shape打印機由英國Monolite公司提供，有一個6米長的移動打印噴頭陣列，可以在一種像沙子似的材料上噴出黏合劑。D-Shape通常用來打印雕刻品和人造珊瑚礁。Monolite公司老板恩里科・迪尼說：“我們首先要把模擬月壤與氧化鎂混合，讓它們變得像‘紙’一樣。建筑‘墨水’是一種黏合鹽，能把建筑材料變成像石頭一樣的固體。目前我們打印建筑物的速度約為每小時2米，下一代打印機將達到3.5米，一個星期就能打造一個完整建筑。”
意大利空間研究公司和圣安娜高等大學比薩工程學院對3D打印的真空作業影響進行了評估。參與評估的喬瓦尼・凱薩里提解釋說：“打印中的液體在無保護真空環境下會很快蒸發干凈。我們將打印噴頭插在表層土下，小于2毫米的液滴會由于土壤的毛細管張力效應而留在土中，所以打印在真空中也能進行。”但如何控制月球灰塵和加熱的問題還需進一步研究。3D打印在室溫下才有最佳效果，而月球表面日夜溫差極大。
模擬月壤是由專門公司提供，通常論公斤賣給科學測試，而這次卻用了幾噸之多。恩里科補充說：“意大利中部一處火山的玄武巖，經分析和月球土壤的相似性達到了99.8%，可以用來模擬月壤。”
歐洲空間局載人航天小組斯科特・霍夫蘭表示：“3D打印是一種有潛力的方法，有助于在建造月球居住地時減輕地球后勤供應的負擔。國際空間機構可以考慮這種新的可能性，將其作為普通探索方案的一部分。”
編輯圈點
放在幾年前，對一般人而言，3D打印真的很科幻；但現在已經沒那么玄乎了，前陣子北京還開了家3D照相館。不過，打打模具和公仔好像還行，打印建筑聽起來還是多少有點兒不靠譜，更何況是在我們并不是很了解的月球――建筑物的應力會有多大不同？極端天氣會給建筑帶來怎樣的影響？打印機需要的能源如何提供？……話說回來，就地取材的思路顯然沒有問題，3D打印技術的發展也是一日千里，有朝一日，月球、地球，甚至還有火星或者其他哪個星球上，說不定真會看到很多每天辛苦打印房子的打印機。
英國福斯特建筑事務所為月球基地設計了一種承重的“懸鏈”式穹頂，結合可壓力充氣的細胞狀單元格結構的墻壁，以保護宇航員免受微流星體和空間輻射的傷害。設計原則由月球土壤的性質決定，中空的密閉細胞結構就像鳥類的骨骼，是強度和重量的完美統一。事務所專家模型組的澤維爾・凱斯蒂利亞說：“我們常為地球上的極端氣候條件設計建筑，并盡可能開發環境效益，利用當地的可持續材料。設計月球居住地也是遵循同樣理念。”
研究所用的D-Shape打印機由英國Monolite公司提供，有一個6米長的移動打印噴頭陣列，可以在一種像沙子似的材料上噴出黏合劑。D-Shape通常用來打印雕刻品和人造珊瑚礁。Monolite公司老板恩里科・迪尼說：“我們首先要把模擬月壤與氧化鎂混合，讓它們變得像‘紙’一樣。建筑‘墨水’是一種黏合鹽，能把建筑材料變成像石頭一樣的固體。目前我們打印建筑物的速度約為每小時2米，下一代打印機將達到3.5米，一個星期就能打造一個完整建筑。”
意大利空間研究公司和圣安娜高等大學比薩工程學院對3D打印的真空作業影響進行了評估。參與評估的喬瓦尼・凱薩里提解釋說：“打印中的液體在無保護真空環境下會很快蒸發干凈。我們將打印噴頭插在表層土下，小于2毫米的液滴會由于土壤的毛細管張力效應而留在土中，所以打印在真空中也能進行。”但如何控制月球灰塵和加熱的問題還需進一步研究。3D打印在室溫下才有最佳效果，而月球表面日夜溫差極大。
模擬月壤是由專門公司提供，通常論公斤賣給科學測試，而這次卻用了幾噸之多。恩里科補充說：“意大利中部一處火山的玄武巖，經分析和月球土壤的相似性達到了99.8%，可以用來模擬月壤。”
歐洲空間局載人航天小組斯科特・霍夫蘭表示：“3D打印是一種有潛力的方法，有助于在建造月球居住地時減輕地球后勤供應的負擔。國際空間機構可以考慮這種新的可能性，將其作為普通探索方案的一部分。”
編輯圈點
放在幾年前，對一般人而言，3D打印真的很科幻；但現在已經沒那么玄乎了，前陣子北京還開了家3D照相館。不過，打打模具和公仔好像還行，打印建筑聽起來還是多少有點兒不靠譜，更何況是在我們并不是很了解的月球――建筑物的應力會有多大不同？極端天氣會給建筑帶來怎樣的影響？打印機需要的能源如何提供？……話說回來，就地取材的思路顯然沒有問題，3D打印技術的發展也是一日千里，有朝一日，月球、地球，甚至還有火星或者其他哪個星球上，說不定真會看到很多每天辛苦打印房子的打印機。
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