來(lái)自不倫瑞克工業(yè)(yè)大學(xué)(xué)和漢諾威激光Zentrum（LZH）的科學(xué)(xué)家首次在零重力下進(jìn)(jìn)行3D打印的月球重石。在實(shí)驗性的“ MOONRISE”項目中，該團(tuán)隊在其“ MIRA3D”月球車(chē)上安裝了定制激光器，并將月塵融化成球形。通過(guò)進(jìn)(jìn)一步的研發(fā)(fā)，激光頭可以構(gòu)成飛行就緒模型的基礎(chǔ)，該模型使未來(lái)的宇航員能夠在月球上創(chuàng )(chuàng)建經(jīng)(jīng)濟(jì)的長(cháng)期結(jié)構(gòu)。

TU不倫瑞克教授的恩里科·斯托爾（Enrico Stoll）說(shuō)：“我們能夠精確控制流動(dòng)站臂上的激光頭，從而成功熔化大型結(jié)構(gòu)。加上在LUH的“愛(ài)因斯坦電梯”中進(jìn)(jìn)行的實(shí)驗，我們?yōu)槭褂迷慮蟶系募す膺M(jìn)(jìn)行3D打印奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)?！?

該小組的MOONRISE激光器可以安裝在月球車(chē)上，以在月球上制造長(cháng)期結(jié)構(gòu)。圖片來(lái)自LZH 。

科學(xué)(xué)家的除塵任務(wù)(wù)

MOONRISE項目是由LZH和不倫瑞克工業(yè)(yè)大學(xué)(xué)空間系統(tǒng)研究所（IRAS）于2019年發(fā)(fā)起的，旨在降低將有效載荷發(fā)(fā)射到近地軌道（LEO）的成本。鑒于向LEO發(fā)(fā)射裝備的成本可能高達(dá)每公斤100,000美元，因此減輕貨運(yùn)重量對許多航空航天公司而言至關(guān)(guān)重要。 這促使總部位于德國的團(tuán)隊開(kāi)發(fā)(fā)出一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)只需使用月球重石就可以在月球上打印堅固的結(jié)構(gòu)，從而根本不需要運(yùn)輸它們。

該小組由大眾汽車(chē)基金會(huì )資助的研究計劃的重點(diǎn)(diǎn)是新型的“ MOONRISE”激光器，其重量不到3kg。 據(jù)LZH科學(xué)(xué)家Niklas Gerdes稱(chēng)，該設(shè)備的小尺寸并沒(méi)有影響其彈性，現(xiàn)在它已經(jīng)(jīng)通過(guò)了一系列的溫度和振動(dòng)測試。格德斯說(shuō)：“在過(guò)去的兩年中，我們開(kāi)發(fā)(fā)了一種激光頭，這種激光頭的大小僅相當(dāng)于一個(gè)大果汁盒的大小，但是它可以承受空間的不利條件?！?/span>

在最近的實(shí)驗中，科學(xué)(xué)家們已經(jīng)(jīng)能夠在真空中測試他們的激光器（如圖所示），該激光器模擬太空條件。

圖片來(lái)自LZH 。

3D打印的一小步…

隨著(zhù)這個(gè)為期兩年的項目即將結(jié)束，研究小組最近尋求使用其激光進(jìn)(jìn)行更高級的實(shí)驗。例如，利用漢諾威萊布尼茲大學(xué)(xué)（LUH）的“愛(ài)因斯坦電梯”，科學(xué)(xué)家們能夠在逼真的月球狀條件下制造出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 這些測試不僅代表了電梯的首次實(shí)驗，而且還產(chǎn)(chǎn)生了新穎的球形物體，這一事實(shí)令LZH教授Ludger Overmeyer興奮不已。他說(shuō)：“在電梯實(shí)驗中，我們在完全失重和月球重力的作用下，成功地將重石熔化成球形。這在世界上是獨(dú)一無(wú)二的！”

為了評估其激光器的最終使用能力，研究小組隨后將其綁在了IRAS的MIRA3D流動(dòng)站上，該流動(dòng)站是專(zhuān)門(mén)為實(shí)現(xiàn)太空3D打印而設(shè)計的。利用平臺的機(jī)械臂，科學(xué)(xué)家們發(fā)(fā)現(xiàn)他們能夠?qū)⑽矬w精確地加工成預(yù)先設(shè)定的設(shè)計。 在他們的設(shè)備取得初步成功之后，研究人員已開(kāi)始與太空機(jī)構(gòu)進(jìn)(jìn)行談判，因為他們的目標(biāo)是將激光器開(kāi)發(fā)(fā)成可飛行的模型。如果有機(jī)會(huì )完成他們的工作，科學(xué)(xué)家聲稱(chēng)他們的新型裝置可以用來(lái)在月球上建造堅固的未來(lái)派聚居地。

制作零重力結(jié)構(gòu)

隨著(zhù)中國，俄羅斯和美國國家太空機(jī)構(gòu)繼續(xù)尋求在月球上的永久存在，他們越來(lái)越多地將3D打印作為一種具有成本效益的建筑工具。 總部位于得克薩斯州的建筑公司ICON已從NASA獲得一份合同，責(zé)成其開(kāi)發(fā)(fā)全尺寸原型非世界3D打印機(jī)。作為代號為“ Olympus”的項目的一部分，該公司創(chuàng )(chuàng)建了一個(gè)部門(mén)，致力于僅使用月球重石制造航天結(jié)構(gòu)。

俄羅斯航天局Roscosmos還確認(rèn)了計劃，以現(xiàn)場(chǎng)材料制成的3D打印結(jié)構(gòu)支持長(cháng)期飛行任務(wù)(wù)。盡管該項目的確切細(xì)節(jié)尚不清楚，但宇航員定于2027年降落在月球上，距NASA的阿耳s彌斯計劃宇航員計劃這樣做只有三年。

毫不奇怪，中國國家航天局（CNSA）透露了計劃在月球上進(jìn)(jìn)行3D打印的計劃。 CNSA的研發(fā)(fā)項目可能取決于其長(cháng)娥5號任務(wù)(wù)的成功，我國已成為自1970年代以來(lái)將月球樣品送回地球的第一個(gè)探測器。

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