Лунные кирпичи из солнечной печи

    До возвращения человека на Луну остаются в лучшем случае годы — первый пилотируемый полет к лунной орбитальной станции Lunar Orbital Platform-Gateway ожидается не раньше середины 2020-х, а даже примерные сроки строительства лунной базы пока неизвестны. Тем не менее, разрабатывать технологии, которые потребуются нам на Луне, нужно уже сейчас, потому что они не могут достигнуть зрелости мгновенно. И одно из мест разработки таких технологий — подразделение Spaceship EAC в центре подготовки астронавтов Европейского космического агентства, Кёльн, Германия. В течение уже нескольких лет там исследуют возможность получения строительного материала из лунного реголита, запекая вулканические породы в гибриде 3D-принтера и солнечной печи, и не только.


    3D-печать защитного купола лунной базы в представлении Европейского космического агентства

    Проблемы и идеи


    Поверхность Луны — негостеприимное место. Без атмосферы даже маленький метеор становится опасным, в условиях отсутствия магнитного поля ничто не останавливает солнечное излучение. Даже температура бросает вызов технике, потому что днем поверхность нагревается до +127°С, а ночью остывает до -173°С. Нужна какая-то защита. Но везти ее с собой с Земли очень дорого, поэтому, например, в исторических проектах лунных баз часто предлагалось закопать их поглубже. Сейчас у Европейского космического агентства другой подход, изложенный в концептуальном ролике 2014 года.


    Самоходный бульдозер с 3D-принтером должен будет сгребать отвалом реголит и затем формировать купол по принципу птичьей кости — c твердыми элементами конструкции, держащими нагрузку, и большими объемами, заполненными рыхлым реголитом, между ними. Концепт создали не на пустом месте, в 2013 году при помощи 3D-принтера произвели полторы тонны стены из имитатора лунного грунта.


    Фото ЕКА

    Первоначально, судя по концепту, на 3D-принтере был бак с реагентом, и формирование твердых частей должно было происходить химическим способом. Но рассматриваются также и другие варианты.

    С пылу с жару


    Раз Солнце так сильно нагревает лунную поверхность, то его световую энергию можно использовать напрямую, без преобразования в электричество и обратно в тепло.



    На фотографии — солнечная печь Немецкого аэрокосмического центра в Кёльне. 147 поворачивающихся зеркал обеспечивают температуру до 2500°С и плотность энергии до 5 Мегаватт на квадратный метр. Поскольку в Европе не всегда солнечно, у печи есть дублирующий источник света из ксеноновых ламп. В 2017 эту печь соединили с 3D-принтером, печатающим имитатором лунного реголита.


    Принтер печатал слоями по 0,1 мм и нагревал имитатор реголита до 1000°С. На кирпич 20х10х3 см ушло примерно пять часов, и полученный материал имел твердость гипса.


    Вид сверху, фото ЕКА


    Вид сбоку

    Полученные кирпичи далеко не идеальны — видна слоистость, по краям заметен изгиб (варпинг), да и твердость не такая уж большая. Но инженеры полны оптимизма — на уровне экспериментальной проверки концепции задача решена, а с нарушениями геометрии можно бороться изменением скорости печати.

    В августе 2017 на имитаторе лунного реголита и обычном песке был успешно испытан концепт подвижной печатающей головки, не требующей отдельного здания солнечной печи.


    Проект RegoLight, в рамках которого разрабатывалась эта головка, был начат в 2015 и закончен в 2017, но в целом работа, конечно же не остановилась.

    Хороший имитатор


    Как уже было сказано, эксперименты по строительству из местных ресурсов проводились на имитаторе лунного грунта. Что это такое? И на Земле и на Луне можно найти породы вулканического происхождения. На Луне они разрушаются под воздействием перепадов температуры, солнечных и космических лучей, а также ударов метеоритов. В результате получается пылеватый песок, который называют реголитом. А около Кёльна 45 миллионов лет назад были вулканические извержения, выбросившие базальты, весьма похожие на аналогичные породы с Луны. Нужно только размолоть их в пыль требуемого размера. Под названием EAC-1 они используются как имитатор лунного грунта в Spaceship EAC.


    Конечно, породы на Земле и на Луне находились в разных условиях, и, например, воздействие кислорода не могло не оставить свой след. Случайно выбранные камни дадут только грубое подобие, и нужно исследовать как лунные, так и в земные породы, чтобы повышать качество имитатора. Например, лунная пыль имеет электрический заряд. Для воспроизведения подобных свойств имитатора частицы размололи еще сильнее, получили близкие электростатические свойства, но потеряли свойства поверхности, так что работы надо продолжать.

    Еще одним свойством реголита является его крайне высокая абразивность. В отличие от земных условий, на Луне не было процессов эрозии, которые бы сгладили поверхность, и настоящая лунная песчинка выглядит примерно так.


    Фото ЕКА

    Такие острые и маленькие частички опасны не только для техники, но и для людей — все 12 астронавтов, ходивших по поверхности Луны, отмечали «лунную аллергию» — боль в горле, глазах, насморк, чихание, которые проходили спустя несколько дней. Но для людей, которые будут работать на поверхности неделями и месяцами, абразивная пыль может представлять прямую угрозу здоровью, повреждая клетки легких и, распространяясь по организму, даже мозга. И здесь имитатор тоже пока что плохо справляется — механическое измельчение вулканических пород формирует песок со шлифованной поверхностью, нужно улучшать методы производства имитатора.

    Но у лунного реголита есть и потенциально полезные свойства. Например, он содержит до 40% кислорода, который теоретически можно добывать и использовать. В целом, никакое долговременное поселение на Луне (или Марсе, неважно), не может обойтись без использования местных ресурсов. И студенты, работающие сейчас в Spaceship EAC, вполне могут увидеть реализацию на серьезном уровне технологий, которым дали начало ведущиеся сейчас эксперименты.

    Поддержать автора
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 79

      0
      хм… вот интересно сравнить, как быстро роботы построят оболочку дома по сравнению например с бурением аналогичной полости в земле с применением буровзрывного метода. Расход взрывчатки с одной стороны, расход реагента с другой… \
      Хотя мысль с костяшкой занятная… только надо не печатать, чтоб не тратить реагент, который на луне не добыть… а спекать тем же зеркалом на манипуляторе… ну или лазером… Тогда один робот будет сгребать реголит или колупать отбойником камни и отвозить все это к второму, а второй вообще будет чем-то вроде платформы с мельницей и длинным (15-20-30-40 метров) манипулятором с блоком печати на конце, где будет лазер и система нанесения слоя молотой пыли. Такой манипулятор будет медленно и непрерывно вестись по контуру стены, нанося слой пыли и тут же спекая в нем нужную структуру лазером. Как-раз купол и выйдет, ну или любая другая структура. Но в любом случае куполобразная, потому как потолочных балок нет и не предвидеться…
        –1
        с применением буровзрывного метода
        А разве взрывчатка эффективна в вакууме? В вакууме не будет ударной волны и эффективность взрывчатки сведется к минимуму.
          +5
          В каком вакууме? Взрыв происходит в толще породы.
          –1
          … по сравнению например с бурением аналогичной полости в земле с применением буровзрывного метода.

          Буровзрывной метод — это не наш метод, товарищи :)
          Нет, серьезно. Зачем везти взрывчатку с земли, когда небольшой роботизированный проходческий щит с алмазным инструментом, вырежет в скальной породе сеть тоннелей. Герметичных — без микротрещин от взрывов. Фактически это готовый лунный дом под ключ. Равномерная температура, отсутствие радиации.
          При этом сам робот бурильщик — не ахти какое сложное устройство. Шахтеры отработали узлы и инструмент почти до совершенства. Добавить удаленное управление — и вперед. Питание робот бурильщик будет получать от солнечных батарей.
          Так одной посаженной на Луну ракетой можно готовый жилой комплекс создать.
            +2
            Не отработали. Нет на данный момент автономных бурильщиков, чтобы можно было засунуть его в скалу, подавать туда энергию, а через год получить готовый тоннель.

            Современные проходческие щиты — это мега сложные комплексы, требующие большого количества персонала и соответствующей инфраструктуры для обслуживания.
              –3
              Автономных бурильных щитов нет — просто потому, что это никому не нужно. Зато сам процесс бурения и резки камня отработан — от и до. Инструменты готовы — бери и пользуйся.
              При этом — сделать процесс автономным — можно элементарно, просто запустив вместе с проходческим щитом несколько таких гавриков
              image
              которые будут управляться шахтерами с земли.
              Понятно, что я упрощаю — но в целом задача не кажется неразрешимой.
                +1
                Щит требует кучу расходников на охлаждение и смазку, как это делать в условиях вакуума, никто понятия не имеет. Даже если поставить на входной тоннель шлюз и нагнетать давление до атмосферного — придется тягать воду с полюса и тащить тонны смазки с земли. Вобщем там проблем очень много.
                Гораздо проще будет если пробури перфоратором — заснул заряд-взорвал, расчистил и снова пробурил…
                  –1
                  У меня в детстве часы на сапфирах были. Работают без смазки десятилетиями.
                  Почему такие узлы на щит не делают? А смазка на Земле дешевле. Но — решение как сделать узел без смазки для работы в вакууме давно известно.

                  В целом — можно и взрывать, но на мой взгляд это дороже. (С учетом доставки взрывчатки с Земли) и в целом непредсказуемей. По мне — щит автоматизировать проще.
                    +1
                    Почему такие узлы на щит не делают?

                    Потому, что нельзя просто взять какой-либо механический узел (например часовую опору на твёрдом камне), увеличить его в размерах в несколько сотен раз, увеличить нагрузку в тысячи раз и ожидать, что он будет работать так же. Для того, чтобы это работало, нужно соответствующим образом увеличить прочность материалов, а это сделать, увы, невозможно.
                  0
                  Я где-то недавно читал, что есть свеженькое предположение о наличии огромных труб из застывшей лавы внутри Луны. Циклопического размера, буквально километрами. Нашел такую — жизнь срослась, закачивай воздух, тяни коммуникации, лунная база готова.
                    0
                    Да ничего там не отработано. Вот вообще. Нет технологий, в принципе для вакуума. Посмотрите на ютубе на любое видео проходки — там на режущую часть подается эмульсия хорошим таким напором, как на любую фрезу. Одно это полностью противоречит вашему «инструменты готовы».

                    А ваш робот сам обслуживания потребует, немалого.

                    PS: Вы правда не понимаете разницы между размерами и нагрузкой в шестеренках ручных часов и горнопроходческим комплексом?
                      0
                      А что, если использовать не щит, а лазером резать?
                        0

                        Лучше сразу лазерными мечами, как у джедаев. "Технология отработана уже"(с)

                          0
                          Смех смехом, но технология таки да, отчасти отработана
                            0
                            Передвижная металлорезка на углекислотном лазере — это два трейлера, на одном лазер, охлаждение и кабина оператора, на другом электростанция. Опять вопрос: как охлаждать и питать? ну ещё Валли нужен, отгребать каменный бой после микровзрывов от импульсного нагрева камня лазером.
                              0
                              Я в лазерах не спец, но как вариант для проработки, почему бы нет? Если какая-то технология сейчас не годится для использования на луне, то это не значит, что она не подходит
                                0
                                Мне всегда нравилась такая логика.
                                «Я в X не разбираюсь, но думаю что технология хорошо проработана и подходит». Нет, правда. Что про лазеры, что про проходческие щиты на сапфировых подшипниках.
                                  0
                                  А я бы еще и поделил «хорошо проработана» и «подходит». Первое совсем не означает второго.
                  0
                  Сколько часов проживут без замены резцы у проходческого щита? Где вы воду возьмете, для охлаждения?
                  0
                  Именно поэтому хотят использовать Солнце, чтобы не везти расходные материалы.

                  И зачем вам потолочные балки? Мне кажется, заимствование структуры кости даст более прочную конструкцию.
                    0
                    Поверхность Луны на неопределённую глубину раздроблена падениями метеоров, так что не факт что в ней можно сделать полость без серьёзного укрепления прочности стенок.
                    +11
                    Статья здорового человека. А тут — статья курильщика.
                      0

                      В ЖЗЛ про Фридриха Артуровича Цандера в книге есть побочная сюжетная линия (фантастическая). Там предлагалось делать кирпичи из марсианского грунта электродуговым спеканием. Я как увидел лет десять назад эксперименты в Сахаре по трёхмерной печати солнцем (линзой) из песка — сразу понял куда это пойдёт.

                        –2
                        нечто отдаленно напоминающее кирпич за 5 часов ?! и еще непонятно сколько киловатт энергии. зачем пихать 3д печать взде и всюду? осталось только блокчейн к кирпичам прикрутить %)
                          0
                          солнечная постоянная в тех местах — порядка 1,4 кВт/квм. так что энергия на спекание там явно есть.
                            0
                            И робот может печь кирпичи 24/7. Так что как по мне всяко оптимальней бурений и взрывов, более предсказуемо, более безопасно.
                              0
                              ну всё-таки две недели через две… но я тоже считаю, что это более «промышленный» метод. тем более, не нужно везти взрывчатку на космическом корабле…
                                0
                                На сколько я помню, обычно проекты лунных баз предполагали размещение в районе полюса, как раз чтобы избежать таких больших промежутков без солнца, возможно можно выбрать место/конфигурацию комплекса, чтобы освещенность была в течении большей части времени (поднять первичный приемник света на мачту?)
                            +1
                            Уж энергии то на поверхности Луны много. Это на Земле солнечное излучение рассеивается атмосферой, а на Луне нечем рассеивать. Кроме этого, на Луне нет атмосферного охлаждения заготовок — там, скорее, будет проблема с охлаждением и оборудования и готовых кирпичей.
                              0
                              готовые кирпичи вполне успешно охладятся лунной ночью. если, конечно, у них будет достаточная теплопроводность.
                            0
                            А может камнерез и нарезать из базальтовых глыб блоки нужного размера, пирамиды на земле как то строили подобным образом?
                              0
                              это потребует исследований грунтов (понятно, что базальты- но всё-таки они в других условиях ). вероятно, подбора.
                                0
                                там порода в лучших условиях — ничего не окислялось, да и протонный дождичек это неплохой такой восстановитель
                                  0
                                  я не спец в геологии, и поэтому не решусь сказать — хорошо отсутствие окисления с точки зрения прочности и монолитности, или плохо.
                                    0
                                    Не окислялось но и не слёживалось в монолит, а только дробилось метеорами.
                                    Собственно там даже вулканизма не было, лавовые поля от импактов — слои застывшего расплава поверх того же реголита.
                                  0
                                  А как охлаждать режущий инструмент? Вы видели сколько воды используется для охлаждения фрезы или резца токарного станка? А на Луне нет даже атмосферы для воздушного охлаждения.
                                    0
                                    А зачем торопиться? Инструмент на земле охлаждают потому, что нужно получать прибыль от вложений. А на Луне — можно работать в щадящем режиме: попилил — остыл.
                                      0
                                      Да это проблема и решаться подбором материала и временем проведения работ. Представьте, дается техзадание на разработку камнерезной машины для обработки будущих крупногабаритных строительных блоков на Луне для возведения пирамидальной шахты. — А если она сломается? — выкрик из зала. — Обязательно сломается, поэтому следует предусмотреть набор сменных пил, сервисных роботов и алгоритм замены режущего инструмента.
                                      0
                                      камнерез это не модно. и слишком быстро
                                        0
                                        Резать — нужен инструмент, грузить — кран. Отвал бульдозера смотрится проще.
                                          0
                                          Манипулятор, отвал смотрится проще, но далее идет длинная и энергозатратная цепочка по превращению реголита в монолит, к тому же хрупкий, а природа уже позаботилась о надежном стройматериале, бери, режь, укладывай, даже на земле кирпич делают не из придорожной пыли, а роют каръер, добывают глину и далее формовка, обжиг, склад. Вот к примеру исходный материал для строительства, немного обрезать, манипулятором погрузить на лунный грузовик и на стройплощадку.

                                          image
                                        0
                                        >в центре подготовки астронавтов Европейского космического агентства, Кёльн, ФРГ.

                                        Правда? ФРГ уже лет как 18 нет (https://ru.wikipedia.org/wiki/Федеративная_Республика_Германии_(1949—1990)).
                                          0
                                          Верно. но здесь идет речь о другом
                                              0
                                              Речь идет о исследованиях, которые проводятся на базе организации, которая, по мнению (ошибке) автора, расположена в несуществующей стране.

                                              Именно поэтому не используется дословный перевод официального названия страны, а используется общепринятное — Германия.

                                              Хотя Вы, безусловно, правы — скорее всего имелась в виду современная Германия.
                                              0
                                              Официальное название все еще ФРГ, но могу переименовать, не принципиально.
                                                0
                                                ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F

                                                Герма́ния (нем. Deutschland), официальное название — Федерати́вная Респу́блика Герма́ния (нем. Bundesrepublik Deutschland), ФРГ (нем. BRD) — государство в Центральной Европе.
                                                  0
                                                  Уже 18 лет как ФРГ всё хоронят и хоронят, а она всё никуда не исчезает
                                                    0
                                                    (На самом деле 28)
                                                    0
                                                    Bundesrepublik Deutschland куда-то делась?
                                                    0
                                                    А не проще если там так много солнечной энергии не спекать реголит получая непонятно что, а сразу плавить его до жидкого состояния и получать литой материал гораздо большей прочности?
                                                      0
                                                      Температура плавления реголита 1400-1600К, чтобы его формовать, придётся перегреть в условном ковше, чтобы пока льём, расплав не застыл сосулькой или не потрескался. А еще из формы выколачивать, по необходимости подрезать-очищать (например, при литье в грунт), в идеале — прокатывать. Это немного технологически сложнее, чем 3д-печать и формовка.
                                                      Вот статья про использование реголита, довольно наивная, но подробная и понятная неспециалисту.
                                                      –12
                                                      В меня начнут кидать палками, но почему все так уверены, что на луне уже были космонавты?
                                                        +1
                                                        Космонавтов там действительно никогда не было, а вот астронавты были, и не раз.
                                                          –12
                                                          Не придирайтесь(да, астронавтов(astro-звезда, я понял)). Ну почему столько теорий и гипотез о том, что так никого и не было? На ПКС они бы летели 13 часов (384000/28800), но в итоге это заняло 4 дня. Но а как же запасы топлива, кислорода. Их корабль был же не столь огромным чтобы все вместить, да и топлива бы немерено понадобилось бы. Даже сейчас летают на расстояние в 100-ни раз меньшее.
                                                            0

                                                            Ужас какой. Я бы поставил минус, но у меня лапки.
                                                            Возьмите любой фильм про Аполлон, припасите калькулятор и проверяйте. Найдете нестыковки — поделитесь с

                                                              +7
                                                              «почему столько теорий и гипотез, что никого не было» — потому, что есть в популяции 5% идиотов (некоторые говорят, что 10%). и вот эти идиоты и плодят идиотские теории…
                                                                –6
                                                                Просто в случае с Гагариным никто не спорит. Снимки с Земли и с орбиты есть, признание другими странами полета есть, после того раза только увеличилось число запусков. Да и сейчас все летают на МКС и ни у кого не возникает вопросов. А в случае с Аполлоном во-первых сразу многие поставили под вопрос этот полёт, даже технические специалисты
                                                                «Rocketdyne», строившей ракетные двигатели для программы Apollo
                                                                говорили о том, что этого не было (proof). Во-вторых никто так повторно не слетал туда в наши дни (однако, даже частные компании теперь летают в космос), хотя лунную пыль вожделеют современные ученые определенного круга. Так почему бы не слетать? Ну т.е. если можно изучать поведение живых существ на МКС (опыты там проводить, научные исследования), то с 4-х дневной доставкой (как в случае с Аполлоном) можно было бы развернуть базу на луне и посылать туда постоянно продовольствие, кислород и т.д. Поправьте меня, если я не прав, но я пытаюсь понять, почему же так происходит…
                                                                Несомненно, я могу ошибаться и обязательно посмотрю документалки, просто все считают других «уродами», потому что они не согласны и хотят внятных объяснений или потому что действительно сами разобрались в теме?..
                                                                  +7
                                                                  и в случае с Аполлонами никто не спорит. и все страны полеты признали. и у технических специалистов нет никаких «вопросов». и документации море. и.н. «вопросы» и «нестыковки» есть только у узкого круга ограниченых людей, имеющих либо недостатки в образовании, либо проблемы в мышлении. и их не считают «уродами» — их считают «дебилами» либо лжецами(ну или одновременно). только и всего. почему не летают сейчас — да потому, что нет финансирования в потребных объемах, и нет задач (Аполлоны решали политическую задачу, причем не сильно ограничиваясь в деньгах. и даже при этом три полета отменили по финансовым причинам)
                                                                    0
                                                                    А кто вам сказал, что Гагарин летал? Это советская пропаганда, на самом деле летал пустой аппарат, а фотографии с Гагариным постановочные. #Sarcasm
                                                                      0
                                                                      Между прочим, зря сарказмируете.
                                                                      По всему миру крутили кадры кинохроники, где Гагарин приземляется в спускаемом аппарате. А на самом деле катапультировался на парашюте. Вот вам натуральная фальшивка, показанная всему миру. И ничего, даже американцы не заикнулись что то сказать, хотя в курсе были.

                                                                      Так что, даже «фальшивые» кино-фотоматериалы, на которые налегают «разоблачители» ничего не доказывают.

                                                                      Кстати, я бы не удивился, если часть материалов и впрямь оказались постановочные. Мало ли что с аппаратурой случилось, или просто некрасиво получилось, несолидно.
                                                                      +1
                                                                      Несомненно, я могу ошибаться и обязательно посмотрю документалки

                                                                      С этого надо начинать. А там и внятные объяснения подоспеют.
                                                                        0
                                                                        Эй, погодите, какой Гагарин? Земля же плоская, Вы о чём вообще?!
                                                                      +1
                                                                      для того, чтобы понять, почему они летели не «на ПКС» — достаточно школьного учебника физики. если хотите разобраться лучше — почитайте, например, «Левантовский В.И. Механика космического полета в элементарном изложении». целая глава посвящена вопросу траектории полета на Луну. ну и по остальным вопросам достаточно литературы и документов.
                                                                        +2
                                                                        Для хотя бы минимального понимания реальной работы орбитальной механики настоятельно рекомендую вам поиграть в KSP и попробовать там слетать на местную Луну. После этого вопрос почему 4 дня а не 13 часов у вас сразу отпадёт.
                                                                      +1
                                                                      Начните, например, с сериала «Аппараты лунных программ», а там, глядишь, и разберетесь, почему.
                                                                        0
                                                                        лучше с левантовского. «аппараты...» не объясняют, «почему так»
                                                                        0
                                                                        Если это был наброс на вентилятор — то он удался.
                                                                        А так предположим (возьмем за данность) что там были люди в 69 году.
                                                                        Ведь тема текущей статьи(материалы и технологии для строительства колонии на луне) не основана и не зависит от этого утверждения.
                                                                          0
                                                                          Нет, просто я хотел сказать, что если начинать строить базу, то ведь сначала нужно долететь до места, где хочешь построить базу.
                                                                            +5
                                                                            для начала нужно удостовериться, что таковое место есть, оно не состоит из сыра, и не отделено от земли небесной твердью. и что земля таки не плоская…
                                                                              –1
                                                                              Вы знаете, я не собираюсь препираться с вами и тем более оскорблять. К тому же, так гласят заветы самого хабра.
                                                                              Нет, Земля не плоская. Да, я многого не знаю, а в школе у меня не было астрономии. Однако, я лишь хотел получить качественный ответ, а не издёвку.
                                                                                0
                                                                                а я вам и дал качественный ответ — книгу Левантовского, в которой целая глава объясняет выбор схемы и траектории полета. книга специально упрощённая. как раз для тех, у кого «не было астрономии». почему, если вы хотели разобраться, ссылку на Рене или Кейсинга вы нашли, а на Левантовского — не нашли?
                                                                                  0
                                                                                  Книгу я тоже нашёл, спасибо. Только не стоило стыдить человека, только лишь и всего.
                                                                        0
                                                                        А вот еще какое-то время назад JAXA объявляло об открытии пятидесятикилометровой пещеры (лавовой трубки) под поверхностью Луны. То есть практически заселяйся и живи. Надеюсь дождаться того момента, когда она будет исследована более близко.
                                                                        www.isas.jaxa.jp/en/topics/001159.html
                                                                          0

                                                                          Используя простые реакции, можно доокислить SiO до SiO2 с парами воды с получением водорода. +500 С.


                                                                          А FeO восстановить до чистого железа водородом + вода на выходе. +350 С


                                                                          Простые "импульсные" реакторы с поршневой подачей реголита, в виде жаростойкой трубы + солнечный концентратор.


                                                                          Порошковое железо можно фиксировать/сепарировать в электромагнитном поле, и сплавлять далее 3D.


                                                                          Попутно сняв статический потенциал для пострбработки.

                                                                            +2
                                                                            Почему все забыли про горячее прессование?
                                                                            Можно же делать из реголита кирпичи — просто спрессовать его и прямо под давлением нагреть до температуры, близкой к температуре плавления. В итоге частички реголита спекутся и получится «монолитный» кирпич, который по характеристикам значительно лучше, чем «гипс из солнечного принтера».
                                                                            Например, тут и тут кратко описано, что такое горячее прессование.
                                                                            Предположу, что для реголита оптимальной температурой прессования будет ~800°, поэтому нереальных требований к пресс-форме не будет и её можно сделать весьма износостойкой, скажем чтоб ресурса хватило на один жилой отсек.
                                                                            Подготавливать шихту не надо — реголит уже готовая шихта. Нагревать солнечным концентратором.
                                                                            Естественно не обязательно прессовать кирпичи стандартных размеров, даже не обязательно делать именно кирпичи, можно делать любые (почти) конструкционные детали, например болты и гайки.
                                                                            Можно ту же «птичью кость» сделать сборной из спрессованных деталей и заполнить пустоты сыпучим реголитом. Конструкция получится прочнее, да и процесс скорее всего проще (Эйфель постоил башню за сто лет до появления 3D-принтеров).
                                                                              0
                                                                              Потому что пресс-форма при производстве кирпичей — это расходный материал. И скорость её расходования даже на обычной земной глине, без температурных воздействий и при наличии воды в формовочной массе, что довольно сильно уменьшает потребные давления — где-то примерно штука в смену. А пресс-форма для кирпича, которая будет работать при 800-х градусов и не будет одноразовой — будет довольно выдающимся предметом. Навскидку из подходящих материалов в голову только твердосплавы приходят.
                                                                                0
                                                                                Титана не хватит?
                                                                                0
                                                                                Недостатки этого подхода относительно 3д печати:
                                                                                1) Необходимость пресс-форм. Дополнительный вес, который нужно доставить с Земли. На месте понадобилась деталь нового типа — куча проблем планетарного масштаба, причем планетарного в прямом смысле.
                                                                                2) Кирпичи нужно крепить между собой. Нужно разворачивать производство местного «цемента». Еще одна инженерная задача. Дополнительный вес с Земли.
                                                                                3) Мне работа роботов по укладке кирпичей, крепление их между собой и т.д представляется более сложным процессом чем 3д печатью зданий. 3д печать тоже не простой процесс, здесь могу ошибаться.
                                                                                У 3д печати же основной недостаток — технология плохо обкатанна. Поэтому пока все медленно и хрупко, но расти есть куда.

                                                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                              Самое читаемое