NASA资助太空3D打印建筑计划,旨在开发在月球进行机器人建筑的方法

作者:电工吧 日期:2020-10-14 09:19:39 人气: 栏目:市场动态

多年来,围绕着3D打印建筑的炒作还在持续增长,我们看到了世界各地3D打印建筑公司的众多项目。虽然有一些还有炒作的成分,但真正的技术价值也是存在的。对于太空和月球上的3D打印建筑来说,什么时候才能展现出价值,目前还不清楚,但我们不能完全排除这种可能性。

2020年10月12日,南极熊获悉,美国NASA资助了一项太空3D打印建筑的计划,叫做奥林匹斯项目,目的是开发一种在月球上进行机器人建筑的方法。奥林匹斯项目的推动者是一家建筑3D打印公司——ICON。到目前为止,它从投资者那里获得了4400万美元(约3亿元人民币)的投资,最近他们从NASA获得了小企业创新研究政府合同,使用月球上的材料3D打印栖息地,并且不产生废物。

ICON、建筑公司BIG、太空初创公司SEArch+将与NASA马歇尔太空飞行中心合作,探索月球土壤模拟物的增材制造。BIG合伙人Martin Voelkle提出,在月球上3D打印实现的零浪费的可持续发展实践可以推广到地球上的建筑中。

Voelkle说:"我们已经探索了各种理想的建筑形式,并优化了对宇宙和太阳辐射的保护,栖息地的设计将具有地外建筑所需的固有冗余性,同时还将采用突破性的机器人建造,只使用原地资源,零废物遗留。"

之前,已经启动了许多项目来探索在太空中3D打印栖息地的可能性,包括太阳能烧结 ,有些努力可以追溯到2014年。在这种情况下,被选为SBIR的企业可能会胜任这项任务。ICON已经取得了一些了不起的功绩,比如为美国军车3D打印庇护所,并在墨西哥破土动工建设一个3D打印社区。它还在德克萨斯州奥斯汀市为无家可归者建造了庇护所。

建立太空栖息地是美国宇航局更大的 "阿特米斯 "项目的一部分,该项目不仅面向2024年让宇航员登陆月球,还在那里建立了一个长期基地。ICON的是否会成为为人类在月球上持续存在奠定基础的项目,我们还不能知道。

在航天方面具有一定实力的国家和组织包括欧洲、美国、俄罗斯、中国、印度等,这些国家或者组织都在月球建造基地方面做过研究。

欧洲

2013年欧洲航天局(ESA)与知名的建筑事务所Foster + Partners合作,开展了一系列研究。最后的研究结论是:利用月球土壤进行3D打印在原则上是可行的。不过,自那时以来,相关的研究工作仍在继续。

Foster + Partners设计了一座可以容纳4个人的月球基地,该基地能够防范陨石、伽玛射线和高温波动。构想的建筑方式,是首先构建一个中空的柱状结构,这样的话可以从柱子内部输送材料到顶部。从柱子顶部展开一个可充气的圆形结构作为屋顶,然后以这个圆顶作为建筑支撑,由可移动的3D打印机使用月球土壤逐层构建,为基地打造一个防护壳,以防止宇宙辐射和微流星体的撞击。

NASA资助太空3D打印建筑计划,旨在开发在月球进行机器人建筑的方法

为了以最低限度的“墨水”用量确保足够的强度,防护壳被设计成类似泡沫的中空封闭的蜂窝结构。该结构的几何形状接近我们的天然生物系统。不久,该机构还将研究另一种在月球上进行3D打印的方法,即聚焦太阳光去融化月球的风化层,从而构建出指定的月上建筑。

但是,这种月球3D打印技术究竟如何才能打印出完整的月球基地?他们选择了月球南极沙克尔顿环形山的边缘作为月球基地的位置。欧洲航天局为此解释说,“月球的自转导致太阳光以极低的角度掠过其极点。其结果是沿着沙克尔顿环形山的边缘有一个近乎恒定的“永久光照区”,并且位于永久阴影区域旁边。在这样的地点建立基地能够利用其丰富的太阳能,最大限度避免在月球其它部分的极端冷热交替现象。”

印度

2018年,印度空间研究组织(ISRO)表示正在探索在月球上创建3D打印月球栖息地的可能性。ISRO与NASA,欧洲航天局(ESA)和俄罗斯一道参加了定居地球唯一永久性自然卫星的竞赛。

根据ISRO的说法,它计划在不久的将来在月球表面建造类似冰屋的建筑,并计划使用3D打印机和机器人利用来自月球的材料建造栖息地。

到目前为止,印度航天局已经使用3D打印技术建造了一个月球栖息地模型,该模型正在其月球地形测试设施中进行评估。据称ISRO已经为月球结构提出了五种潜在的设计,这些设计都将进行测试。“我们计划使用月球作为前哨。”ISRO卫星中心的主任安纳杜莱先生说。“从长远来看,空间站很可能会被取消。包括美国在内的许多国家正在考虑在月球上建造更多的永久性建筑。当发生这种情况时,我们希望印度能做出贡献。”

为了在月球上进行施工准备,ISRO科学家们还开发了与其月球土壤非常相似的材料。目前,该机构称其约有60吨月球模拟物与月球实际土壤匹配度高达99.6%。当然,材料将是建立健全栖息地的关键部分,这将在月球定居点建立时保持宇航员的安全

中国

2019年,在一场新闻发布会上,国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华表示:“嫦娥六号计划在月球南极进行采样返回,到底是月背还是正面,要根据嫦娥五号的采样情况来确定。嫦娥七号是在月球南极一次综合探测,包括对月球的地形地貌、物质成份、空间环境进行一次综合探测任务。嫦娥八号除了继续进行科学探测试验以外,还要进行一些关键技术的月面试验。中国、美国、俄罗斯和欧洲等国家都在论证,要不要在月球建立一个科研基地,或者科研站,比如说采用3D打印技术,能不能在月亮上利用月壤建房子等,我们要通过嫦娥八号验证部分技术,为以后各国一起共同构建月球科研基地,做一些前期探索。”

俄罗斯

2020年,俄罗斯卫星网报道,俄罗斯科技委员会负责人、前景研究基金会副总裁达维多夫表示,该基金会联合俄罗斯航天集团公司开始开发太空3D打印机,将在国际空间站对其进行测试,未来计划用于打印太空的大型建筑、月球和火星基地的元件。

“我们联合莫斯科中央科研工艺研究所开始增材技术领域的工作,将制造3D打印机,以便在太空空间条件下工作,并为其确定任务。计划展示者将在国际空间站上测试打印机,而未来将这些设备用于打印轨道上太空设备的元件。”

他表示,从长远来看,正在考虑使用3D打印机制作月球和火星基地建筑的可能。
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