V tem desetletju nas bo več vesoljskih agencij in komercialnih vesoljskih subjektov popeljalo nazaj na Luno. Toda za razliko od dobe Apollo cilj teh programov niso 'odtisi in zastave', ampak vzpostaviti potrebno infrastrukturo za nadaljevanje. Zlasti NASA, ESA, Roscosmos in Kitajska načrtujejo vzpostavitev postojank, ki bodo omogočale znanstvene raziskave in trajno prisotnost ljudi.
ESA trenutno prikazuje, kako bo izgledala njena postojanka na 17. letni arhitekturni razstavi v Beneški bienale muzej v Benetkah. Znano je kot Mednarodna lunina vas , ki ga je zasnovalo arhitekturno podjetje Skidmore, Owings & Merrill (SOM) s tehnično podporo ESA. To isto podjetje je pred kratkim predstavilo prototip skeletne kovinske komponente, ki bo nekega dne del lunarnih habitatov Village.
Komponento je izdelal MX3D , podjetje za arhitekturo in oblikovanje 3D-tiskanja s sedežem v Amersterdamu, specializirano za proizvodnjo dodatkov Wire Arc (WAAM). Ta postopek vključuje spajanje kovinskih žic z laserji za ustvarjanje lahkih kovinskih predmetov z visoko strukturno trdnostjo. Podjetje je znano po ustvarjanju 3D natisnjen kovinski most ki sega skozi kanal Oudezijds Achterburgwal v Amsterdamu (prikazano spodaj).
Njeno veličanstvo kraljica, Máxima, odpre prvi 3D tiskani jekleni most v mestu Amsterdam. Zasluge: MX3D
Skeletni, gladki spletni vzorec bo del talne obloge za vsak habitat, ki skupaj sestavlja Mednarodno lunarno vas ESA. Prototip je bil ustvarjen s pomočjo a robotski 3D tiskalnik iz nerjavnega jekla 308LSi v približno 10 dneh (246 ur), meri 4,5 m (~ 15 ft) v premeru in ima skupno maso približno 395 kg (več kot 870 lbs). Kot je povedal ESA Advanced Manufacturing Engineer Advenit Makaya v nedavnem ESA izjava za javnost :
»To je izjemen dosežek MX3D, ki še dodatno poudarja potencial te aditivne proizvodne tehnike za vse več vesoljske aplikacije. Prilagodljivost oblikovanja in možnost kombiniranja tiskane strukture z vgrajenimi sistemi za spremljanje – kot je prikazano na 3D-natisnjenem mostu v Amsterdamu – je vredno raziskati za aplikacije v vesoljskih strukturah. To tehniko bi lahko upoštevali tudi za gradnjo infrastrukture in situ med trajnostnimi raziskovalnimi misijami, na primer z uporabo kovinskih surovin, pridobljenih iz lokalno dostopnega regolita.
Talna komponenta je sestavljena iz šestih ločenih segmentov, ki so bili natisnjeni navpično, preden so bili zvarjeni skupaj. Ko bo integrirana z zasnovo SOM za štirinadstropni polnapihljiv habitat, bo 3D natisnjena struktura podprta s tremi stebri in pokrita z vrsto talnih plošč. Žal ga SOM ni mogel predstaviti kot del svoje razstave z naslovom » Življenje Onkraj Zemlje ” – vendar uspe prenesti obseg luninih habitatov, ki jih razvijajo. Daniel Inocente, višji oblikovalec SOM za študijo, je dejal:
»Inovativna zasnova tal je podprta s stebri v stenah habitata, konzolno nagnjenimi proti obodu in sredini. Preučili smo proizvodne omejitve in z našo analizo interpolirali spletni vzorec, ki je sledil kotnim mejam strojev za 3D tiskanje. Prečni prerez in debelina sta bila prav tako analizirana in diferencirana, da se zmanjša skupna masa – z zmanjšano debelino na zunanjih/notranjih mejah .'
Zasluge: SOM
Talne obloge in proizvodni proces sta skladna z zasnovo habitata SOM, ki zahteva štirinadstropne polnapihljive školjke, ki skupaj tvorijo Mednarodno lunarno vas. Vsaka delno napihljiva školjkasta konstrukcija meri štiri nadstropja in ponuja najvišje možno razmerje med prostornino in maso. Ko se napihne na lunino površino, bo vsak od teh habitatov približno podvojil svojo prvotno notranjo prostornino.
Napihljiva zasnova modula omogoča, da se stisne zaradi transporta in nato napihne do polne velikosti, ko je nameščen na lunino površino. Toda za razliko od prejšnjih napihljivih modelov, kjer so strukturni in mehanski sistemi običajno v središču, dizajn SOM omogoča odprto notranjost, ki optimizira bivalno izkušnjo. Poleg prikaza ključne komponente v predlaganem luninem habitatu, talni element dokazuje učinkovitost uporabljene metode 3D tiskanja. Kot Gijs van der Velden, izvršni direktor MX3D, pojasnil :
»To je bila odlična priložnost, da skupaj z ESA in SOM pokažemo potencial naše tehnologije za izdelavo lahkih kovinskih konstrukcij. To je bil popoln projekt za MX3D, da bi izkoristil svoje izkušnje pri tiskanju kovinskih struktur, optimiziranih za topologijo. Doseganje optimalne uporabe materiala je cilj podjetja pri MX3D, saj je – tako kot pri oblikovanju vesoljskih aplikacij – vsak zmanjšan kilogram v zasnovi MX3D neposredna zmaga za izvedljivost projekta.«
'Zmogljivosti MX3D dokazujejo navdihujoče sočasnost inženiringa in umetnosti ter so še en odličen primer, v kolikšni meri je aditivna proizvodnja že vstopila v našo družbo,' dodano Thomas Rohr, vodja skupine za materiale in procese pri ESA. 'Za vesoljske aplikacije takšne tehnologije ne zagotavljajo le izboljšav zmogljivosti, ampak lahko vodijo do oblikovnih rešitev brez primere in omogočajo oblikovalske rešitve.'
Projekt International Moon Village je multidisciplinarno prizadevanje, ki ga je začela ESA in razvila v sodelovanju z Jeffrey A. Hoffman – nekdanji astronavt NASA in profesor aeronavtike in astronavtike na MIT. Podobno je projekt v skladu s temo bienala Architettura 2021 – » Kako bomo živeli skupaj? ” – ki vključuje 112 tekmovalcev iz 46 držav.
Namen te razstave je promocija idej za sobivanje in trajnost kot odziv na globalne probleme. Namen razstave International Moon Village je pokazati, kako se raziskave, povezane z vesoljem, in rešitve za bivanje v vesolju uporabljajo tukaj na Zemlji. Kot vsi načrti za vzpostavitev človeške prisotnosti na Luni je ključ do zasnove izkoriščanje virov na mestu (ISRU) in trajnost.
Na primer, ESA namerava namestiti Moon Village v južnem polarnem območju Lune - aka. Južni pol - kotlina Aitken. V trajno zasenčenih kraterjih, ki označujejo to regijo, je veliko vodnega ledu, ki bi ga bilo mogoče pobrati in uporabiti za pitno vodo, namakanje ter ustvarjanje plina kisika in raketnega goriva. Poleg tega je moč zagotoviti z namestitvijo sončnih nizov okoli robov kraterja, ki so izpostavljeni skoraj neprekinjeni dnevni svetlobi.
Ta ureditev omogoča določeno stopnjo samozadostnosti z viri, kar zmanjšuje potrebo po misijah ponovne oskrbe z Zemlje, s čimer se zmanjšajo skupni stroški. Kot proizvodno sredstvo je 3D tiskanje kovin tudi izjemno učinkovito in porabi veliko manj materiala kot tradicionalna strojna obdelava. Te tehnologije bodo imele podobno uporabo tukaj doma, saj bodo spodbujale trajnostne življenjske rešitve za zmanjšanje našega vpliva na naravno okolje.
