3D打印设备可利用月球尘埃建造月球基地

这个6英尺高（2米）的凉亭采用了D形3D打印技术。单片砂岩结构由大约200层薄层组成，图中未完成（左），经过一周的手工修整。它被设计成看起来像一种叫做放射虫的微生物。背景中的结构，头顶，是打印设备。

如果一个巨大的3D打印设备能够在月球表面工作，未来的宇航员可能最终会住在一个主要由月球尘埃和风化层建造的月球基地。

这种按需打印的技术被称为D-Shape，可以节省载人登月任务的发射和运输成本。但这一概念必须首先在欧洲航天局（ESA）资助的探索性测试中证明自己

MonoliteUK有限公司董事长、D-Shape创始人Enrico Dini表示：“我们将在真空环境中进行非常基本的印刷试验，以验证这是否可能。”

Dini的D-Shape通过使用类似于喷墨打印机工作方式的3D打印工艺，在地球上建造了全尺寸的砂岩建筑。它在沙子中添加了一种特殊的无机粘合剂，这样它就可以自下而上，一层一层地建造一个结构。

该设备每层仅将打印头提升5到10毫米，在水平梁上左右移动，在四个金属框架柱上上上下移动。成品结构最终由大理石状材料制成，这种材料优于某些类型的水泥。这些建筑不需要铁加固。

这样的概念可能有助于未来的月球殖民者在陆地上生活，并提供厚壁结构来抵御太阳风暴或微陨石。

航天机构已经开始测试其他技术，包括从月球风化层中开采水和氧气。美国国家航空航天局的科学家们还研究了一种基于月球尘埃的月球混凝土的可能配方。

但D-Shape提供了额外的吸引力，它有一个简单的建筑过程，不需要大量的建筑机械或许多机器人工人。

让这个装置在月球环境中工作可能还很棘手。第一个挑战是在缺乏任何有意义的大气压力的月球上，在真空环境中使D形函数发挥作用。但迪尼天生乐观。

“我不是科学家，也不是技术人员——我是发明家，”迪尼告诉太空网。当他第一次设计D形时，他花了五年时间“面对意想不到的问题，找到意想不到的解决方案”，然后听从了欧空局的呼吁。

Dini’s Monolite与一家名为Alta的意大利航空航天公司合作，该公司在比萨的设施中有一个大型真空室。在真空试验期间，他们希望建造一个小结构，每侧可能只有3英尺（1米）。

参与欧空局项目的其他合作伙伴包括英国建筑公司Foster+partners和意大利专门从事机器人和自动化的Scuola Superiore Sant‘AnnaPerceptual Robotics Laboratory。

第二个挑战来自使用昂贵的月球风化层模拟物进行D形试验的成本。Dini已经尝试开发出一种替代NASA JSC-1模拟物的可行方案，这可能对他的研究有用。用这种材料建造的结构必须进行阻力测试。

即使是一个与月球风化层配合使用的功能性D-Shape，也会因其可以携带到月球的粘合剂数量而面临建筑限制。然而，成功意味着将月球尘埃转化为解决方案的一部分，而不仅仅是宇航员和机器人探险家的问题。

美国国家航空航天局的研究人员已经试验了一种不同类型的现场制造设备，有朝一日可以为国际空间站制造备件或新材料。如果第一阶段一切顺利，D-Shape也可能最终部署到地球之外进行额外的测试。

最重要的试验将在外层空间进行，”迪尼说。