欧洲空间局拟用3D打印技术建造月球基地
2013-02-03 09:06:08.0 来源：中国科技网 责编：王岑
- 摘要：
- 欧洲空间局（ESA）联合多家机构，正在验证通过三维（3D）打印的方法，用月球表层的风化土壤来建造月球基地的可行性。
【CPP114】讯：欧洲空间局（ESA）联合多家机构，正在验证通过三维（3D）打印的方法，用月球表层的风化土壤来建造月球基地的可行性。目前，他们已用1.5吨的模拟月壤造出了一块基地建材样品。如能进一步解决相关问题，建造月球基地的宏伟工程将变得更加简单。
英国福斯特建筑事务所为月球基地设计了一种承重的“悬链”式穹顶，结合可压力充气的细胞状单元格结构的墙壁，以保护宇航员免受微流星体和空间辐射的伤害。设计原则由月球土壤的性质决定，中空的密闭细胞结构就像鸟类的骨骼，是强度和重量的完美统一。事务所专家模型组的泽维尔・凯斯蒂利亚说：“我们常为地球上的极端气候条件设计建筑，并尽可能开发环境效益，利用当地的可持续材料。设计月球居住地也是遵循同样理念。”
研究所用的D-Shape打印机由英国Monolite公司提供，有一个6米长的移动打印喷头阵列，可以在一种像沙子似的材料上喷出黏合剂。D-Shape通常用来打印雕刻品和人造珊瑚礁。Monolite公司老板恩里科・迪尼说：“我们首先要把模拟月壤与氧化镁混合，让它们变得像‘纸’一样。建筑‘墨水’是一种黏合盐，能把建筑材料变成像石头一样的固体。目前我们打印建筑物的速度约为每小时2米，下一代打印机将达到3.5米，一个星期就能打造一个完整建筑。”
意大利空间研究公司和圣安娜高等大学比萨工程学院对3D打印的真空作业影响进行了评估。参与评估的乔瓦尼・凯萨里提解释说：“打印中的液体在无保护真空环境下会很快蒸发干净。我们将打印喷头插在表层土下，小于2毫米的液滴会由于土壤的毛细管张力效应而留在土中，所以打印在真空中也能进行。”但如何控制月球灰尘和加热的问题还需进一步研究。3D打印在室温下才有最佳效果，而月球表面日夜温差极大。
模拟月壤是由专门公司提供，通常论公斤卖给科学测试，而这次却用了几吨之多。恩里科补充说：“意大利中部一处火山的玄武岩，经分析和月球土壤的相似性达到了99.8%，可以用来模拟月壤。”
欧洲空间局载人航天小组斯科特・霍夫兰表示：“3D打印是一种有潜力的方法，有助于在建造月球居住地时减轻地球后勤供应的负担。国际空间机构可以考虑这种新的可能性，将其作为普通探索方案的一部分。”
编辑圈点
放在几年前，对一般人而言，3D打印真的很科幻；但现在已经没那么玄乎了，前阵子北京还开了家3D照相馆。不过，打打模具和公仔好像还行，打印建筑听起来还是多少有点儿不靠谱，更何况是在我们并不是很了解的月球――建筑物的应力会有多大不同？极端天气会给建筑带来怎样的影响？打印机需要的能源如何提供？……话说回来，就地取材的思路显然没有问题，3D打印技术的发展也是一日千里，有朝一日，月球、地球，甚至还有火星或者其他哪个星球上，说不定真会看到很多每天辛苦打印房子的打印机。
英国福斯特建筑事务所为月球基地设计了一种承重的“悬链”式穹顶，结合可压力充气的细胞状单元格结构的墙壁，以保护宇航员免受微流星体和空间辐射的伤害。设计原则由月球土壤的性质决定，中空的密闭细胞结构就像鸟类的骨骼，是强度和重量的完美统一。事务所专家模型组的泽维尔・凯斯蒂利亚说：“我们常为地球上的极端气候条件设计建筑，并尽可能开发环境效益，利用当地的可持续材料。设计月球居住地也是遵循同样理念。”
研究所用的D-Shape打印机由英国Monolite公司提供，有一个6米长的移动打印喷头阵列，可以在一种像沙子似的材料上喷出黏合剂。D-Shape通常用来打印雕刻品和人造珊瑚礁。Monolite公司老板恩里科・迪尼说：“我们首先要把模拟月壤与氧化镁混合，让它们变得像‘纸’一样。建筑‘墨水’是一种黏合盐，能把建筑材料变成像石头一样的固体。目前我们打印建筑物的速度约为每小时2米，下一代打印机将达到3.5米，一个星期就能打造一个完整建筑。”
意大利空间研究公司和圣安娜高等大学比萨工程学院对3D打印的真空作业影响进行了评估。参与评估的乔瓦尼・凯萨里提解释说：“打印中的液体在无保护真空环境下会很快蒸发干净。我们将打印喷头插在表层土下，小于2毫米的液滴会由于土壤的毛细管张力效应而留在土中，所以打印在真空中也能进行。”但如何控制月球灰尘和加热的问题还需进一步研究。3D打印在室温下才有最佳效果，而月球表面日夜温差极大。
模拟月壤是由专门公司提供，通常论公斤卖给科学测试，而这次却用了几吨之多。恩里科补充说：“意大利中部一处火山的玄武岩，经分析和月球土壤的相似性达到了99.8%，可以用来模拟月壤。”
欧洲空间局载人航天小组斯科特・霍夫兰表示：“3D打印是一种有潜力的方法，有助于在建造月球居住地时减轻地球后勤供应的负担。国际空间机构可以考虑这种新的可能性，将其作为普通探索方案的一部分。”
编辑圈点
放在几年前，对一般人而言，3D打印真的很科幻；但现在已经没那么玄乎了，前阵子北京还开了家3D照相馆。不过，打打模具和公仔好像还行，打印建筑听起来还是多少有点儿不靠谱，更何况是在我们并不是很了解的月球――建筑物的应力会有多大不同？极端天气会给建筑带来怎样的影响？打印机需要的能源如何提供？……话说回来，就地取材的思路显然没有问题，3D打印技术的发展也是一日千里，有朝一日，月球、地球，甚至还有火星或者其他哪个星球上，说不定真会看到很多每天辛苦打印房子的打印机。
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