W czerwcu czteroosobowa załoga wejdzie do hangaru w NASA Johnson Space Center w Houston w Teksasie i spędzi rok w budynku wydrukowanym w 3D. Zrobiony z zawiesiny, która przed wyschnięciem wyglądała jak starannie ułożone linie lodów miękkich, Mars Dune Alpha ma kwatery załogi, wspólną przestrzeń życiową i wydzielone obszary do administrowania opieką medyczną i uprawą żywności. Przestrzeń o powierzchni 1700 stóp kwadratowych, która ma kolor marsjańskiej gleby, została zaprojektowana przez firmę architektoniczną BIG-Bjarke Ingels Group i wydrukowana w 3D przez Icon Technology.
Eksperymenty wewnątrz struktury będą koncentrować się na fizycznych i behawioralnych wyzwaniach zdrowotnych, na jakie napotkają ludzie podczas długotrwałych pobytów w kosmosie. Ale jest to również pierwsza struktura zbudowana na potrzeby misji NASA przez zespół Moon to Mars Planetary Autonomous Construction Technology (MMPACT), który przygotowuje się teraz do pierwszych projektów budowlanych na ciele planetarnym poza Ziemią.
Kiedy ludzkość powróci na Księżyc w ramach programu NASA Artemis, astronauci najpierw zamieszkają w miejscach takich jak orbitująca stacja kosmiczna, lądownik księżycowy lub w nadmuchiwanych siedliskach powierzchniowych. Ale zespół MMPACT przygotowuje się do budowy zrównoważonych, trwałych konstrukcji. Aby uniknąć wysokich kosztów transportu materiałów z Ziemi, co wymagałoby ogromnych rakiet i wydatków na paliwo, oznacza to użycie regolitu, który już tam jest, przekształcenie go w pastę, którą można wydrukować w 3D w postaci cienkich warstw lub różnych kształtów.
Pierwszy projekt zespołu poza planetą jest wstępnie zaplanowany na koniec 2027 roku. W ramach tej misji ramię robota z koparką, które zostanie przymocowane do boku lądownika księżycowego, będzie sortować i układać regolit, mówi główny badacz Corky Clinton. Kolejne misje skupią się na użyciu półautonomicznych koparek i innych maszyn do budowy kwater mieszkalnych, dróg, szklarni, elektrowni i tarcz przeciwwybuchowych, które będą otaczać wyrzutnie rakiet.
Pierwszym krokiem w kierunku drukowania 3D na Księżycu będzie użycie laserów lub mikrofal do stopienia regolitu, mówi Jennifer Edmunson, kierująca zespołem MMPACT. Następnie musi ostygnąć, aby umożliwić ucieczkę gazów; niezastosowanie się do tego może spowodować, że materiał będzie pełen dziur jak gąbka. Materiał można następnie wydrukować w pożądane kształty. Sposób montażu gotowych elementów wciąż jest ustalany. Aby uchronić astronautów przed niebezpieczeństwem, Edmunson mówi, że celem jest uczynienie konstrukcji jak najbardziej autonomiczną, ale dodaje: „Nie mogę wykluczyć wykorzystania ludzi do konserwacji i naprawy naszego pełnowymiarowego sprzętu w przyszłości”.
Jednym z wyzwań, przed którymi stoi teraz zespół, jest przekształcenie księżycowego regolitu w materiał budowlany wystarczająco mocny i wytrzymały, aby chronić ludzkie życie. Po pierwsze, ponieważ przyszłe misje Artemidy będą odbywać się w pobliżu południowego bieguna księżyca, regolit może zawierać lód. Po drugie, NASA nie ma kopców prawdziwego księżycowego pyłu i skał do eksperymentowania – tylko próbki z misji Apollo 16.
Dlatego zespół MMPACT musi stworzyć własne syntetyczne wersje.
Edmunson trzyma w swoim biurze wiaderka z około tuzinem kombinacji tego, co NASA spodziewa się znaleźć na Księżycu. Przepisy obejmują różne mieszanki bazaltu, wapnia, żelaza, magnezu i minerału o nazwie anortyt, który nie występuje naturalnie na Ziemi. Edmunson podejrzewa, że biały i błyszczący syntetyczny anortyt opracowywany we współpracy z Colorado School of Mining jest reprezentatywny dla tego, co NASA spodziewa się znaleźć na księżycowej skorupie.
Jednak podczas gdy zespół uważa, że może wykonać „dość dobrą robotę”, dopasowując się do lokalizacji geograficznejchemiczny właściwości regolitu, mówi Clinton, „bardzo trudno jest wykonać geotechniczny właściwości, kształt różnych drobnych kawałków kruszywa, ponieważ są one budowane w wyniku zderzeń z meteorytami i tym, co uderzyło w Księżyc w ciągu 4 miliardów lat.
