探月新进展:科学家首次在零重力下进行月球重石3D打印

3D打印快讯
2021
01/13
14:59
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来源:中国3D打印网

据南极熊了解,来自不伦瑞克工业大学和汉诺威激光Zentrum(LZH)的科学家首次在零重力下进行3D打印的月球重石。在实验性的“ MOONRISE”项目中,该团队在其“ MIRA3D”月球车上安装了定制激光器,并将月尘融化成球形。通过进一步的研发,激光头可以构成飞行就绪模型的基础,该模型使未来的宇航员能够在月球上创建经济的长期结构。

TU不伦瑞克教授的恩里科·斯托尔(Enrico Stoll)说:“我们能够精确控制流动站臂上的激光头,从而成功熔化大型结构。加上在LUH的“爱因斯坦电梯”中进行的实验,我们为使用月球上的激光进行3D打印奠定了坚实的基础。”

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该小组的MOONRISE激光器可以安装在月球车上,以在月球上制造长期结构。图片来自LZH。

科学家的除尘任务
MOONRISE项目是由LZH和不伦瑞克工业大学空间系统研究所(IRAS)于2019年发起的,旨在降低将有效载荷发射到近地轨道(LEO)的成本。鉴于向LEO发射装备的成本可能高达每公斤100,000美元,因此减轻货运重量对许多航空航天公司而言至关重要。这促使总部位于德国的团队开发出一种系统,该系统只需使用月球重石就可以在月球上打印坚固的结构,从而根本不需要运输它们。

该小组由大众汽车基金会资助的研究计划的重点是新型的“ MOONRISE”激光器,其重量不到3kg。据LZH科学家Niklas Gerdes称,该设备的小尺寸并没有影响其弹性,现在它已经通过了一系列的温度和振动测试。格德斯说:“在过去的两年中,我们开发了一种激光头,这种激光头的大小仅相当于一个大果汁盒的大小,但是它可以承受空间的不利条件。”

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在最近的实验中,科学家们已经能够在真空中测试他们的激光器(如图所示),该激光器模拟太空条件。图片来自LZH。


3D打印的一小步…
随着这个为期两年的项目即将结束,研究小组最近寻求使用其激光进行更高级的实验。例如,利用汉诺威莱布尼兹大学(LUH)的“爱因斯坦电梯”,科学家们能够在逼真的月球状条件下制造出复杂的结构。这些测试不仅代表了电梯的首次实验,而且还产生了新颖的球形物体,这一事实令LZH教授Ludger Overmeyer兴奋不已。他说:“在电梯实验中,我们在完全失重和月球重力的作用下,成功地将重石熔化成球形。这在世界上是独一无二的!”

为了评估其激光器的最终使用能力,研究小组随后将其绑在了IRAS的MIRA3D流动站上,该流动站是专门为实现太空3D打印而设计的。利用平台的机械臂,科学家们发现他们能够将物体精确地加工成预先设定的设计。在他们的设备取得初步成功之后,研究人员已开始与太空机构进行谈判,因为他们的目标是将激光器开发成可飞行的模型。如果有机会完成他们的工作,科学家声称他们的新型装置可以用来在月球上建造坚固的未来派聚居地。

制作零重力结构
随着中国,俄罗斯和美国国家太空机构继续寻求在月球上的永久存在,他们越来越多地将3D打印作为一种具有成本效益的建筑工具。总部位于得克萨斯州的建筑公司ICON已从NASA获得一份合同,责成其开发全尺寸原型非世界3D打印机。作为代号为“ Olympus”的项目的一部分,该公司创建了一个部门,致力于仅使用月球重石制造航天结构。

俄罗斯航天局Roscosmos还确认了计划,以现场材料制成的3D打印结构支持长期飞行任务。尽管该项目的确切细节尚不清楚,但宇航员定于2027年降落在月球上,距NASA的阿耳s弥斯计划宇航员计划这样做只有三年。

毫不奇怪,中国国家航天局(CNSA)透露了计划在月球上进行3D打印的计划。 CNSA的研发项目可能取决于其长娥5号任务的成功,我国已成为自1970年代以来将月球样品送回地球的第一个探测器。

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