ابتكار عالمي: طباعة ثلاثية الأبعاد لاستعمار القمر والمريخ!

ابتكار عالمي: طباعة ثلاثية الأبعاد لاستعمار القمر والمريخ!

في تقدم ملحوظ لأبحاث الفضاء، طور العلماء في جامعة لايبنيز هانوفر وجامعة أوتو فون غيريكه ماغديبورغ طرقًا مبتكرة لإنتاج الأجزاء المعدنية في حالة انعدام الوزن. ويهدف هذا العمل الرائد إلى تعزيز استعمار القمر والمريخ من خلال تطوير أساليب التصنيع للاستخدام في الموقع. وفقًا لموقع [uni-hannover.de]، من الضروري إنتاج السلع لتلبية الاحتياجات اليومية باستخدام الموارد المتاحة.

أحد أكبر التحديات التي يواجهها العلماء هو كيفية إنتاج وإصلاح الأجزاء المعدنية بكفاءة في الجاذبية الصغرى. ولحل هذه المشاكل، يستخدم الباحثون مزيجًا من الطباعة ثلاثية الأبعاد واللحام بالترسيب بالليزر، والذي يقوم بترسيب المسحوق المعدني في طبقات على الركيزة. لا تسمح هذه الطريقة بإصلاح المكونات البالية أثناء المهام الفضائية فحسب، بل تقلل أيضًا من الحاجة إلى قطع غيار باهظة الثمن.

مناهج وتقنيات البحث

وكجزء من دراستهم، طور الباحثون نظامًا يجعل من الممكن محاكاة ظروف مهمة فضائية باستخدام مصعد أينشتاين في معهد هانوفر للتكنولوجيا (HITEc). هذه المنشأة فريدة من نوعها لأنها يمكن أن تحاكي ظروف الجاذبية المختلفة من الجاذبية الصغرى إلى إطلاق الصواريخ. يشتمل الإعداد التجريبي على جندول يتكيف مع ظروف الجاذبية الصغرى، بما في ذلك وحدة تغذية المسحوق ونظام الليزر.

المواد المستخدمة في هذا المشروع هي على وجه الخصوص سبائك التيتانيوم والنيكل، والتي تستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران. الخطوة التالية في هذا البحث هي معالجة الثرى القمري كمواد أولية، والتي سيتم إجراؤها بالتعاون مع مركز الليزر في هانوفر (LZH). قد تكون هذه خطوة حاسمة لتسهيل التصنيع على القمر أو المريخ.

وجهات نظر موسعة في الطباعة ثلاثية الأبعاد

بالتوازي مع التطورات في ألمانيا، تعمل وكالة ناسا على تحقيق المزيد من التقدم في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد بالتعاون مع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ومركز الفضاء الألماني (DLR). في 8 يوليو 2025، أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية مشروع STARGATE لتقييم تقنيات التصنيع المضافة لاستخدامها في الفضاء. يركز المشروع على الطباعة ثلاثية الأبعاد لمكون معدني وظيفي على متن محطة الفضاء الدولية (ISS)، كما أفاد موقع [3druck.com].

ويتم التركيز بشكل خاص على إنتاج محرك بقوة 1 نيوتن، والذي سيتم تطويره في المدار وإعادته إلى الأرض. تهدف هذه الاختبارات إلى توضيح كيفية تأثير الجاذبية الصغرى على عملية الطباعة وخصائص المواد من أجل تمكين إنتاج قطع الغيار المهمة في الموقع على المدى الطويل. ويتمثل التحدي في التحكم بدقة في عملية الصهر في ظل انعدام الجاذبية، وهو أمر بالغ الأهمية للسلامة الهيكلية للأجزاء المنتجة.

جنبا إلى جنب مع هذه التطورات، قام الدكتور جيل بيليت من جامعة جلاسكو بإنشاء نماذج أولية لحل مشاكل الطباعة ثلاثية الأبعاد في انعدام الوزن. تم اختبار هذه التقنية في رحلات تجريبية ويمكن أن تحدث ثورة في الإنتاج في المصانع الفضائية باستخدام مواد حبيبية خاصة بدلاً من الخيوط التقليدية. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات، لا سيما موثوقية تنفيذ التقنيات التي تم تطويرها على الأرض في الفضاء، كما يشير موقع [3dnatives.com].

إن الإمكانيات التي تفتحها هذه المشاريع البحثية لا يمكن أن تؤثر بشكل كبير على التقدم في السفر إلى الفضاء فحسب، بل يمكنها أيضًا تعزيز التصنيع الإضافي على الأرض. وبالتالي فإن المعرفة المكتسبة من هذه التجارب يمكن أن تكون ذات أهمية كبيرة للبعثات الفضائية المستقبلية وكذلك للصناعة على الأرض.