Światowa innowacja: druk 3D dla kolonizacji Księżyca i Marsa!

Światowa innowacja: druk 3D dla kolonizacji Księżyca i Marsa!

Dokonując niezwykłego postępu w badaniach kosmicznych, naukowcy z Uniwersytetu Leibniza w Hanowerze i Uniwersytetu Otto von Guericke w Magdeburgu opracowali innowacyjne metody wytwarzania części metalowych w stanie nieważkości. Celem tej pionierskiej pracy jest promowanie kolonizacji Księżyca i Marsa poprzez opracowanie metod produkcyjnych do użytku na miejscu. Zdaniem [uni-hannover.de] istotne jest wytwarzanie dóbr na codzienne potrzeby przy wykorzystaniu dostępnych zasobów.

Jednym z największych wyzwań stojących przed naukowcami jest wydajna produkcja i naprawa części metalowych w warunkach mikrograwitacji. Aby rozwiązać te problemy, naukowcy wykorzystują połączenie druku 3D i spawania laserowego, które powoduje osadzanie warstwowego proszku metalicznego na podłożu. Metoda ta mogłaby nie tylko umożliwić naprawę zużytych komponentów podczas misji kosmicznych, ale także zmniejszyć zapotrzebowanie na drogie części zamienne.

Podejścia i techniki badawcze

W ramach swoich badań naukowcy opracowali system umożliwiający symulację warunków misji kosmicznej z wykorzystaniem windy Einsteina w Instytucie Technologicznym w Hanowerze (HITec). Obiekt ten jest wyjątkowy, ponieważ może naśladować różne warunki grawitacyjne, od mikrograwitacji po wystrzelenie rakiety. Układ eksperymentalny obejmuje gondolę przystosowaną do warunków mikrograwitacji, zawierającą podajnik proszku i system laserowy.

Materiały użyte w tym projekcie to w szczególności stopy tytanu i niklu, które są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym. Kolejnym krokiem w tych badaniach będzie obróbka regolitu księżycowego jako materiału wyjściowego, która będzie prowadzona we współpracy z Laser Center Hannover (LZH). Może to być kluczowy krok w kierunku ułatwienia produkcji na Księżycu lub Marsie.

Rozszerzone perspektywy w druku 3D

Równolegle z rozwojem w Niemczech NASA wraz z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) i Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) pracuje nad dalszymi postępami w dziedzinie druku 3D. 8 lipca 2025 r. ESA uruchomiła projekt STARGATE mający na celu ocenę technologii wytwarzania przyrostowego do zastosowania w kosmosie. Jak podaje [3druck.com], projekt skupia się na wydrukowaniu w 3D funkcjonalnego metalowego elementu na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Szczególny nacisk położony jest na produkcję silnika o wytrzymałości 1 Newtona, który zostanie opracowany na orbicie i powróci na Ziemię. Testy te mają na celu wyjaśnienie, w jaki sposób mikrograwitacja wpływa na proces drukowania i właściwości materiału, aby umożliwić długoterminową produkcję na miejscu kluczowych części zamiennych. Wyzwaniem jest precyzyjna kontrola procesu topienia w stanie nieważkości, który ma kluczowe znaczenie dla integralności strukturalnej produkowanych części.

Oprócz tych osiągnięć dr Gilles Bailet z Uniwersytetu w Glasgow stworzył prototypy rozwiązania problemów związanych z drukiem 3D w stanie nieważkości. Technologia ta została przetestowana w lotach eksperymentalnych i może zrewolucjonizować produkcję w fabrykach kosmicznych poprzez zastosowanie specjalnych materiałów ziarnistych zamiast tradycyjnych włókien. Pozostają jednak wyzwania, w szczególności niezawodność realizacji technologii opracowanych na Ziemi w przestrzeni kosmicznej, jak zauważa [3dnatives.com].

Możliwości, jakie otwierają te projekty badawcze, mogą nie tylko znacząco wpłynąć na postęp w podróżach kosmicznych, ale także udoskonalić produkcję przyrostową na Ziemi. Wiedza zdobyta w wyniku tych eksperymentów może zatem mieć ogromne znaczenie dla przyszłych misji kosmicznych, a także dla przemysłu na Ziemi.