Точка зрения 25 ноября 2016 г. 16:47

3D-принтер для Луны

3D-принтер для Луны
Фото предоставлено автором проекта

Interfax-Russia.ru – Самарский политех совместно с НПО им.Лавочкина намерены изготовить действующий прототип робокомплекса для 3D-печати каменных объектов на Луне.

Самарский государственный политехнический университет (СамГТУ), НПО им.С.А.Лавочкина и музейно-выставочный центр "Самара космическая" договорились подписать трехстороннее соглашение о совместной работе над проектом по разработке и изготовлению до конца 2018 года действующего прототипа робототехнического комплекса для 3D-печати каменных объектов на Луне.

В основу междисциплинарного проекта "Технологии генной инженерии в сплавах для создания прототипа гелиолитографической лаборатории" положена архитектурная гипотеза о том, что начало хозяйственной деятельности человека на поверхности Луны начнется не совсем так, как это принято освещать в СМИ.

Авторы архитектурной гипотезы - доцент кафедры инновационного проектирования архитектурно-строительного института СамГТУ Антон Раков и инженер Юлия Ратиева - в своей научной работе проанализировали примеры освоения экстремальных сред и пришли к выводу, что лунной базе должны предшествовать много значимых и менее дорогостоящих проектов.

"Прежде, чем заявлять о готовности строить на Луне базу, нужно хоть что-то там изготовить. То есть первым искусственным объектом на лунной поверхности может оказаться не база, а просто камень – первый искусственный камень на Луне", - пояснил Interfax-Russia.ru идею проекта Раков.

По его мнению, камень, полученный из лунного грунта спеканием при помощи сфокусированного пучка солнечного света, - идеальный строительный материал в этой среде.

Как рассказал собеседник Interfax-Russia.ru, каменные оболочки будут защищать модули, доставленные с Земли, каменное мощение будет препятствовать разлету лунной пыли от сопел ракетных двигателей, к тому же искусственные каменные объекты будут выполнять функцию навигационной системы на поверхности.

"Луна – единственный спутник Земли и первая цель человечества на пути в глубокий космос. То, что с Земли кажется безжизненной скалой в ночном небе, является нетронутой сокровищницей ресурсов. В глубинах нашей соседки, до которой всего три дня полета, обнаружены запасы железа, титана, алюминия, магния, серы, калия и натрия. А в поверхностном грунте найдены залежи такого редкого для Земли вещества, как изотоп гелия-3. Он может использоваться как топливо в термоядерных реакторах. Кроме того, на Луне найдены запасы льда, которые обеспечат снабжение лунных поселений водой", - говорит Раков.

Он отметил, что развитие космической индустрии уже вплотную приблизилось к решению задачи колонизации Луны, а земляне готовы жить и работать на нашем спутнике. Но для этого, напомнил собеседник Interfax-Russia.ru, там нужно создать постоянно действующую базу, и здесь очень важным становится вопрос о строительных материалах.

По его словам, доставлять на Луну земные "кирпичи" весьма затратно, значит, на самой Луне нужно найти подходящий материал для строительства. Ученые, архитекторы и конструкторы сходятся во мнении, что им мог бы стать сам лунный грунт, реголит.

Как рассказал Раков, после рассмотрения и испытаний конструкций в виде "мешков" с реголитом (остаточный грунт, являющийся продуктом космического выветривания породы на месте, этим термином чаще всего называют поверхностный слой сыпучего лунного грунта); выборочного лазерного спекания лунной пыли; а также создания конструкций методом мобильного 3D-принтера ученые пришли к выводу, что в условиях Луны, существующей в полном вакууме, имеющей высокую радиацию и суточный перепад температур более чем в 200ºC, а также постоянно обстреливаемую микрометеоритами, самым надежным и эффективным методом возведения конструкций будет строительство при помощи технологии 3D-печати.

Специалист отметил, что технология 3D-печати к настоящему моменту перешла на принципиально новый уровень - от печати деталей для любой техники, она уже добралась до строительства зданий. Так что для постройки базы на Луне планируется использовать именно 3D-принтер.

Попытки реализации технологии 3D-печати в строительном масштабе известны, сообщил Раков, это - Solarinter Маркуса Кайзера и D-shape Энрико Дини.

"Технология Дини делает возможным распечатку больших каменных объектов с использованием жидкости и сыпучей смеси. Однако использование жидкости сильно затрудняет применение этой технологии на Луне. Кайзеровская технология реализует фокусировку солнечного света и послойно спекает песок, но при этом качество и скорость работы зависят от высоты солнца надо горизонтом, а подача песка невозможна без ручного обслуживания. К тому же возникает вопрос: как решить проблему ограниченного энергопотребления в лунных условиях", - пояснил недостатки эти методов собеседник Interfax-Russia.ru.

По его словам, предложение авторов проекта состоит в том, чтобы использовать имеющиеся наработки работы на Луне. В частности, усовершенствовав технологию 3D-печати, собрать действующую модель робототехнического комплекса для строительного производства на спутнике Земли. Этого робототехнический комплекс получил название "Гелиолитографическая лаборатория".

Раков уверен, что, благодаря строителям и архитекторам в космических миссиях, направленных на освоение Луны, может быть существенно пересмотрена степень их участия в российской лунной программе.

Кстати, собеседник Interfax-Russia.ru рассказал интересный факт: "В соответствии с международными договоренностями, которые касаются освоения Луны, продажа участков на Луне запрещена, а вот продажа объектов, доставленных на нее и изготовленных там, не запрещается".

Поэтому, резюмирует Раков, очевидно, что в ближайшем будущем может появиться совершенно новый вид хозяйственной деятельности, в котором России крайне важно принять участие.

По мнению ведущего научного сотрудника, доктора физико-математических наук Института астрономии РАН Александра Багрова, предложенный самарским политехом проект - весьма современная точка зрения на проблему строительства в условиях открытого космоса. Он уверен, что такой 3D-принтер в несколько раз облегчит задачу строительства лунных сооружений и существенно удешевит проект.

Вместе с тем, считает Багров, авторы проекта пошли по слишком традиционному пути, сконцентрировавшись лишь на создании "камней", совершенно упустив из виду, что для любого здания, построенного из "кирпичей", не меньшее значение имеет цементирующий эти "кирпичи" раствор, о создании которого авторы проекта пока не задумывались.

По мнению ученого, использование лунного 3D-принтер должно быть более функциональным – необходимо сразу выплавлять из реголита монолитные строения, тем более, что технологии позволят создать структуры любых форм и размеров. "Крошеный базальт – чрезвычайно прочный материал, позволяющий строить стены, высотой и длиной в несколько километров" – пояснил Interfax-Russia.ru Багров.

Тем более, по его словам, такой подход сразу решит и одну из главных задач, стоящих перед будущими лунными поселенцами – защиту от радиации. Как отмечает Багров, пятиметровой толщины стен из базальта вполне достаточно, для того, чтобы проблема радиации вообще не стояла.

В целом, как считает собеседник Interfax-Russia.ru, 3D-принтер, предлагаемый самарскими коллегами, способен решить задачу создания лунных станций. Тем более что его размеры и вес за счет использования очень легких пленочных зеркал позволят доставить этот объект на поверхность Луны задолго до высадки первых российских исследователей, а возможность дистанционного использования позволит создать необходимую инфраструктуру.

Обозреватель Анастасия Николаева

Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook

Читайте нас в
  • ya-news
  • ya-dzen
  • google-news
Показать еще