探月新進展：科學家首次在零重力下進行月球重石3D打印

來源：中國3D打印網(wǎng)

據(jù)南極熊了解，來自不倫瑞克工業(yè)大學和漢諾威激光Zentrum（LZH）的科學家首次在零重力下進行3D打印的月球重石。在實驗性的“ MOONRISE”項目中，該團隊在其“ MIRA3D”月球車上安裝了定制激光器，并將月塵融化成球形。通過進一步的研發(fā)，激光頭可以構(gòu)成飛行就緒模型的基礎(chǔ)，該模型使未來的宇航員能夠在月球上創(chuàng)建經(jīng)濟的長期結(jié)構(gòu)。

TU不倫瑞克教授的恩里科·斯托爾（Enrico Stoll）說：“我們能夠精確控制流動站臂上的激光頭，從而成功熔化大型結(jié)構(gòu)。加上在LUH的“愛因斯坦電梯”中進行的實驗，我們?yōu)槭褂迷虑蛏系募す膺M行3D打印奠定了堅實的基礎(chǔ)?！?br />

該小組的MOONRISE激光器可以安裝在月球車上，以在月球上制造長期結(jié)構(gòu)。圖片來自LZH。

科學家的除塵任務(wù)
MOONRISE項目是由LZH和不倫瑞克工業(yè)大學空間系統(tǒng)研究所（IRAS）于2019年發(fā)起的，旨在降低將有效載荷發(fā)射到近地軌道（LEO）的成本。鑒于向LEO發(fā)射裝備的成本可能高達每公斤100,000美元，因此減輕貨運重量對許多航空航天公司而言至關(guān)重要。這促使總部位于德國的團隊開發(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)，從而根本不需要運輸它們。

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

在最近的實驗中，科學家們已經(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。圖片來自LZH。


3D打印的一小步…
隨著這個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行更高級的實驗。例如，利用漢諾威萊布尼茲大學（LUH）的“愛因斯坦電梯”，科學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驗，而且還產(chǎn)生了新穎的球形物體，這一事實令LZH教授Ludger Overmeyer興奮不已。他說：“在電梯實驗中，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。這在世界上是獨一無二的！”

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流動站上，該流動站是專門為實現(xiàn)太空3D打印而設(shè)計的。利用平臺的機械臂，科學家們發(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，研究人員已開始與太空機構(gòu)進行談判，因為他們的目標是將激光器開發(fā)成可飛行的模型。如果有機會完成他們的工作，科學家聲稱他們的新型裝置可以用來在月球上建造堅固的未來派聚居地。

制作零重力結(jié)構(gòu)
隨著中國，俄羅斯和美國國家太空機構(gòu)繼續(xù)尋求在月球上的永久存在，他們越來越多地將3D打印作為一種具有成本效益的建筑工具?？偛课挥诘每怂_斯州的建筑公司ICON已從NASA獲得一份合同，責成其開發(fā)全尺寸原型非世界3D打印機。作為代號為“ Olympus”的項目的一部分，該公司創(chuàng)建了一個部門，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還確認了計劃，以現(xiàn)場材料制成的3D打印結(jié)構(gòu)支持長期飛行任務(wù)。盡管該項目的確切細節(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行3D打印的計劃。 CNSA的研發(fā)項目可能取決于其長娥5號任務(wù)的成功，我國已成為自1970年代以來將月球樣品送回地球的第一個探測器。