В университете штата Вашингтон разработан 3D-принтер, заправляемый реголитом. Предполагается, что в будущем с его помощью космонавты смогут изготовить на месте необходимые компоненты для обустройства и ремонта лунной базы, – смотрите видео.

Разработка принтера при участии NASA осуществлялась с 2010 года. Объём финансирования составил 750 тысяч долларов, однако в связи с ещё более высокой стоимостью доставки космических грузов изготовление части необходимых предметов непосредственно на Луне выглядит крайне привлекательной идеей.

Средний диаметр зёрен реголита составляет доли миллиметра. Его практически не требуется дробить, достаточно отсеять единичные более крупные обломки.

Образец относительно крупных зёрен реголита диаметром до 5 мм (фото: NASA)

К настоящему времени было выделено шесть основных типов лунных пород и свыше пятидесяти содержащихся в них минералов. Основную массу составляют оливины, базальты, различные силикаты и окислы. Из химических элементов в реголите преобладают кремний и алюминий.

По замыслу разработчиков устройства, реголит засыпается в бункер 3D-принтера, после чего подвергается воздействию мощного лазера.

Реголит плавится, и образующаяся однородная масса используется для послойного изготовления объёмных предметов в соответствии с загруженным в память устройства чертежом.

Первые образцы, созданные 3D-принтером из расплава синтетического реголита (фото: Washington State University)

Помимо изготовления деталей целиком, интересна возможность применения расплавленного реголита для восстановления целостности металлических предметов.

Восстановление целостности предмета расплавом реголита при помощи 3D-принтера (фото: Washington State University)

В испытаниях прототипа “космического 3D-принтера” использовали 4,5 кг синтетического аналога лунного грунта, предоставленного NASA.

Комментируя в видеоролике проделанную работу, кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и инженерных дисциплин Амит Бэндиопадхиай (Amit Bandyopadhyay) едва сдерживает улыбку. Особенно широка она на фразе о том, что практического применения можно ожидать лет через пятьдесят.

Впрочем, недавно казавшееся фантастикой всё чаще становится не просто реальностью, а обыденностью. Определённые результаты в поиске нетривиальных способов применения послойной 3D-печати есть уже сегодня. Ранее в группе профессора Сусмита Боуз (Susmita Bose) Амит участвовал в успешной разработке материала для ортопедических имплантатов, по своим свойствам подобного костной ткани.

Среди нерешённых проблем главной остаётся вопрос о том, как изготовленные из реголита предметы удастся адаптировать к различным механическим нагрузкам и выполнению широкого круга задач. Ведь прочностные характеристики создаваемых в традиционных 3D-принтерах изделий – мягко говоря, посредственные.

Красиво выглядящие на чертеже модели часто оказываются непрочными (фото: Bedrich Benes)

Также серьёзным ограничением может стать потребляемая мощность устройства. Его характеристики не разглашаются, но для расплавления килограммовых количеств реголита потребуется затратить явно не один киловатт×час.