Космические корабли, посадочные модули и вездеходы могут быть переработаны на запчасти на Луне

Аддитивное производство постепенно становится все более полезным по мере совершенствования технологии. Одно из мест, где она продолжает свое развитие, – это освоение космоса. Это уже давно рассматривается как неотъемлемая часть любых усилий по использованию ресурсов на месте (ISRU) и особенно важно для обеспечения первых исследователей Луны необходимыми инструментами и материалами, необходимыми для выживания. Европейское космическое агентство поддерживает эти исследовательские усилия, поскольку его фонд Technology Development Element поддержал работу австрийской компании Incus по разработке решения для 3D-печати, которое могло бы перепечатать металлические детали на Луне.

На Луне, несомненно, имеется много металлической руды, готовой к добыче роботами или исследователями. Однако производство металла из этой руды требует больших затрат энергии и времени, которые ограничены в любом сценарии раннего освоения Луны. Поэтому, вероятно, было бы лучше использовать гораздо более простой процесс переработки существующего металла.

По крайней мере, именно такие мысли лежат в основе исследования, проведенного в Incus. Компания использует технологию, известную как «Производство металлов на основе литографии» (LMM), при которой металлический порошок сочетается со связующим веществом, а затем полученная смесь отверждается ультрафиолетовым светом. После этого его спекают, чтобы получить готовую деталь без всех отходов традиционных «субтрактивных» производственных процессов.

Удалите всю рекламу во Вселенной сегодня

Присоединяйтесь к нашему Patreon всего за 3 доллара!

Получите опыт без рекламы на всю жизнь

Но на Луне этот процесс имеет дополнительную проблему. Как и всем другим конкурирующим процессам, здесь приходится иметь дело с самым раздражающим лунным веществом – пылью. Лунная пыль печально известна своими проблемами, которые она вызывает, и эти проблемы распространяются на такие производственные процессы, как LMM. При слишком высокой концентрации пыли отверждение и переплет не работают, а печатаемые металлические детали буквально рассыпаются в пыль.

Это особенно актуально для проектов по переработке, в которых будет использоваться металл из таких вещей, как марсоходы и солнечные панели, которые подвергались воздействию лунной пыли в течение значительного периода времени. Было бы непрактично тщательно очищать их перед переработкой, главным образом из-за того, насколько заведомо липкой может быть лунная пыль. Таким образом, для таких процессов, как LMM, в которых в идеале используется порошок из переработанных деталей на Луне, существует высокая вероятность наличия в этом порошковом сырье значительной доли лунной пыли, а не только металла.

Инкус попытался понять, насколько серьезной была эта проблема. В их исследовании, спонсируемом ЕКА, использовался как новый, так и переработанный титан в сочетании с лунной пылью разного содержания. Титан может быть дорогим материалом здесь, на Земле, но на Луне он будет еще более ценным, а также относительно распространенным, учитывая его повсеместное использование в компонентах аэрокосмической промышленности. Но как бы он отреагировал на перепечатку детали, если бы его порошок содержал до 10% лунной пыли?

На удивление хорошо, на самом деле. Хотя высокие концентрации порошка лунной пыли могут повлиять на вязкость напечатанных металлических деталей, изменение соотношения связующего и порошка может гарантировать, что детали будут соответствовать тем же стандартам пористости, которые были бы возможны при процессах литья под давлением здесь, на Земле.

Это не значит, что LMM готова к работе на Луне в прайм-тайм. Остается работа над другими типами печати материалов, такими как железо/сталь, и над тем, могут ли даже более высокие концентрации лунной пыли вызвать своего рода процесс фильтрации, прежде чем металл можно будет переработать. ESA, похоже, заинтересовано в продолжении своей поддержки, поэтому вскоре мы можем увидеть больше результатов от Incus и ее партнеров.

Узнайте больше:ESA – Переработка деталей для жизни на ЛунеUT – 3D-печать на Луне. От реголита до пасты и полезных объектов и конструкцийUT – это напечатанный на 3D-принтере прототип стального пола для лунной среды обитанияUT – европейское видение будущей лунной базы. Сделано из лунной пыли.

Главное изображение: ручка с напечатанными на 3D-принтере деталями, в которые ее в конечном итоге можно будет переработать. Автор фото – Incus