Από όλα τα θαύματα που απεικονίζονται σε βιβλία και ταινίες επιστημονικής φαντασίας, ένα από τα πιο ενδιαφέροντα είναι το μηχάνημα που κάνει ό, τι χρειάζεστε ή επιθυμείτε. Απλά εισάγετε ένα λεπτομερές σχέδιο ή πιέστε το κουμπί για τα στοιχεία που έχουν προγραμματιστεί στο μηχάνημα - ονομάζεται στρέψη, το μηχάνημα βουίζει και βγάζει αυτό που ζητήσατε. Η τεχνολογία μας δίνει τη λάμπα του Aladdin. Μια εύχρηστη συσκευή που θα βρει πολλές χρήσεις.
Δεν είμαστε ακόμα εκεί, αλλά υπάρχουν ήδη μεγάλες εκδοχές τέτοιων φανταστικών μηχανών. Αυτές οι μηχανές ονομάζονται γεννήτριες «ταχέως πρωτοτύπου» ή τρισδιάστατοι εκτυπωτές. Παίρνουν ψηφιοποιημένες πληροφορίες σχετικά με τις διαστάσεις και το σχήμα ενός αντικειμένου και χρησιμοποιούν τα δεδομένα για τον έλεγχο ενός κατασκευαστή που επαναδημιουργεί το αντικείμενο χρησιμοποιώντας μια ποικιλία διαφορετικών υλικών. Συνήθως, αυτά τα μηχανήματα χρησιμοποιούν εύκαμπτα πλαστικά και εποξειδικές ρητίνες, αλλά κατ 'αρχήν, οποιοδήποτε υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία σχεδόν οποιουδήποτε αντικειμένου.
Ποια είναι η σημασία της τεχνολογίας αυτής για τη διαστημική πτήση και τη Σελήνη; Ένα από τα βασικά αντικείμενα της σεληνιακής επιστροφής είναι να μάθουν πώς να χρησιμοποιούν τους υλικούς και ενεργειακούς πόρους της Σελήνης για να δημιουργήσουν νέες δυνατότητες. Μέχρι σήμερα, έχουμε επικεντρώσει την προσοχή μας σε απλές πρώτες ύλες όπως χύδην regolith (χώμα) και το νερό που βρέθηκαν στους πόλους. Έχει νόημα να περιορίσουμε αρχικά τις φιλοδοξίες μας για χρήση πόρων σε απλά υλικά που είναι τόσο χρήσιμα όσο και σχετικά μεγάλα, τα οποία επί του παρόντος έχουν αυτά τα έξοδα μεταφοράς φονιάς όταν παραδίδονται από τη Γη. Ο χύδην regolith έχει πολλές διαφορετικές χρήσεις, όπως θωράκιση (π.χ. βολβοί εξάτμισης πυραύλων) καθώς και πρώτη ύλη για απλές επιφανειακές δομές.
Ωστόσο, όταν βρισκόμαστε στη Σελήνη και έχουμε καλύψει τις βασικές ανάγκες της ζωής, μπορούμε να αρχίσουμε να πειραματίζουμε με τη δημιουργία και τη χρήση πιο σύνθετων προϊόντων. Στην πραγματικότητα, οι κάτοικοι της Σελήνης θα αρχίσουν να δημιουργούν πιο περίπλοκα μέρη και αντικείμενα από αυτά που βρίσκουν γύρω τους, ακριβώς έξω από την πόρτα τους. Οι τεχνικές τρισδιάστατης εκτύπωσης θα μας επιτρέψουν να ανακαλύψουμε τι καθιστά τη ζωή εκτός πλανήτη ευκολότερη και πιο παραγωγική. Θα πειραματιστούμε χρησιμοποιώντας τα τοπικά υλικά για να συντηρήσουμε και να επισκευάσουμε εξοπλισμό, να οικοδομήσουμε νέες κατασκευές και τελικά να ξεκινήσουμε την κατασκευή εκτός πλανήτη.
Κατά τα αρχικά στάδια της σεληνιακής κατοίκησης, υλικό και εξοπλισμός θα μεταφερθούν από τη Γη. Με συνεχή χρήση, ιδιαίτερα στο σκληρό περιβάλλον της σεληνιακής επιφάνειας, θα υπάρξουν βλάβες. Αν και αρχικά θα χρησιμοποιήσουμε ανταλλακτικά από τη Γη, για απλές απλές κατασκευές που χρειάζονται γρήγορα, ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής μπορεί να κατασκευάσει υποκατάστατα μέρη χρησιμοποιώντας τοπικά υλικά που βρέθηκαν κοντά στο φυλάκιο. Οι περισσότεροι υπάρχοντες εκτυπωτές 3-D στη Γη χρησιμοποιούν πλαστικά και συναφή υλικά (που είναι σύνθετες ενώσεις με βάση τον άνθρακα, που προέρχονται κυρίως από πετρέλαιο), αλλά κάποια επεξεργασία έχει χρησιμοποιήσει σκυρόδεμα, το οποίο μπορεί να γίνει στη Σελήνη από κοσκινισμένο regolith και νερό. Επιπλέον, γνωρίζουμε επίσης ότι το regolith μπορεί να συντηχθεί σε κεραμικό χρησιμοποιώντας μικροκύματα, έτσι οι γρήγορες δραστηριότητες πρωτότυπης σύνθεσης στη Σελήνη μπορεί τελικά να διαπιστώσουν ότι η μερική τήξη σωματιδιακής ύλης σε γυαλί είναι ένας άλλος τρόπος για τη δημιουργία χρήσιμων αντικειμένων.
Η σεληνιακή επιφάνεια είναι μια καλή πηγή υλικού και ενέργειας χρήσιμη για τη δημιουργία μιας ευρείας ποικιλίας αντικειμένων. Αναφέρα απλά κεραμικά και συσσωματώματα, αλλά επιπλέον, στη Σελήνη διατίθενται διάφορα μέταλλα (συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου, του αλουμινίου και του τιτανίου). Το πυρίτιο για την κατασκευή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και ηλιακών κυττάρων είναι άφθονο στη Σελήνη. Σχέδια για ρομποτικούς δρομείς που συντηρούν κυριολεκτικά την επί τόπου ανώτερη επιφάνεια του σεληνιακού regolith σε ηλιακά κύτταρα που παράγουν ηλεκτρισμό έχουν ήδη φανταστεί και πρωτοτύπησαν. Μπορούμε να αναθέσουμε εργασίες ηλιακής ενέργειας στη Σελήνη!
Αυτές οι τεχνικές εξελίξεις οδηγούν σε καταπληκτικές δυνατότητες. Πίσω στη δεκαετία του 1940, ο μαθηματικός John von Neumann φανταζόταν τι ονόμαζε «αυτοαναπαραγόμενα αυτοματα», μικρά μηχανήματα που θα μπορούσαν να επεξεργάζονται πληροφορίες για να αναπαραχθούν με εκθετικούς ρυθμούς. Είναι ενδιαφέρον ότι ο ίδιος ο von Neumann σκέφτηκε την ιδέα της χρήσης τέτοιων αυτομάτων στο διάστημα, όπου και η ενέργεια και τα υλικά είναι (αμιγώς) απεριόριστα. Μια μηχανή που περιέχει τις πληροφορίες και την ικανότητα αναπαραγωγής μπορεί τελικά να είναι το εργαλείο που χρειάζεται η ανθρωπότητα να "κατακτήσει" το χώρο. Οι ορδές των αναπαραγωγικών ρομπότ θα μπορούσαν να προετοιμάσουν έναν πλανήτη για αποικισμό καθώς και να παρέχουν ασφαλή καταφύγια και ενδιαιτήματα.
Μπορούμε να πειραματιστούμε στο φεγγάρι με αυτοαναπαραγόμενες μηχανές επειδή περιέχει τους απαραίτητους υλικούς και ενεργειακούς πόρους. Φυσικά, βραχυπρόθεσμα, απλά θα χρησιμοποιήσουμε αυτή τη νέα τεχνολογία για να δημιουργήσουμε ανταλλακτικά και ίσως απλά αντικείμενα που βρίσκουμε ότι εξυπηρετούν τις άμεσες και χρηστικές μας ανάγκες. Αλλά τέτοια πράγματα έχουν μια συνήθεια να εξελίσσονται πολύ πέρα από την αρχική τους προβλεπόμενη χρήση και συχνά σε κατευθύνσεις που δεν περιμένουμε. δεν είμαστε αρκετά έξυπνοι για να φανταστούμε τι δεν ξέρουμε. Η τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης καθιστά την κατοίκηση της Σελήνης - τον πλησιέστερο μας γείτονα στο χώρο - ευκολότερη και πιο παραγωγική. Ακόμα και τώρα, οι δημιουργικοί πρώην εργαζόμενοι της NASA βρήκαν έναν τρόπο να αποδώσουν αυτή την τεχνολογία. Στο μέλλον, ίσως τα ταλέντα τους θα μπορούσαν να εφαρμοστούν για να γίνει η Σελήνη μια δεύτερη κατοικία στην ανθρωπότητα.
Σημείωση: Η εικόνα στην αρχή αυτής της ανάρτησης είναι ένα μοντέλο του σεληνιακού βόρειου πόλου, που κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή και δεδομένα αλγόριθμου λέιζερ LRO από τον Howard Fink του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης. Η κλίμακα του μοντέλου είναι περίπου 30 cm.
