3D tištěná cihla ze simulovaného Měsíce. Kredit: ESA, G. Porter.

Lidstvo se už snad konečně vydá osídlit Měsíc. Je ostudné, že v roce 2017 ještě nemáme trvale osídlenou základnu na nejbližším vesmírném tělese. Ať už to budou astronauté v žoldu státní agentury anebo posádky soukromých vesmírných společností, tak budou potřebovat nějaké budovy. Z čeho by je ale mohli postavit? Odpověď nabízí pozoruhodný experiment Evropské kosmické agentury ESA.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.

Materiálový inženýr Advenit Makaya a jeho spolupracovníci vzali simulovaný měsíční materiál a pak z něj 3D tiskem a spečením pomocí slunečního záření vytvořili pěknou cihlu. Jedno dne by si tahle mohli vyrábět cihly kolonisté na Měsíci. Badatelé postupovali tak, že vždy vytiskli vrstvu cihly o tloušťce 0,1 milimetru a tu pak spekli v solární výhni o teplotě 1 000 stupňů Celsia. Cihla o rozměrech 20 krát 10 krát 3 centimetry byla hotová za 5 hodin.

Makaya s kolegy nemuseli vymýšlet nic komplikovaného. Použili komerčně dostupnou simulovanou měsíční zeminu, která je založená na pozemském vulkanickém materiálu, zpracovaném tak, aby svým složením a velikostí zrn odpovídal skutečnému materiálu na povrchu Měsíce. Roli sluneční pece jim sehrála zařízení Německého střediska pro letectví a kosmonautiku (DLR), které se nachází poblíž Kolína nad Rýnem. Jak jsme na OSLU nedávno psali, zprovoznili tam umělé slunce Synlight ze 149 xenonových reflektorů. Kromě toho tam ještě mají solární koncentrátor, který pomocí 147 zrcadel soustředí do jednoho místa sluneční záření.

Solární koncentrátor DLR. Kredit: DLR.

Když nesvítí Slunce a nefunguje solární koncentrátor, což se na západě Německa občas stává, tak je možné spékat cihly z měsíčního prachu pomocí umělého slunce. V obou případech je ale výsledkem cihla, jejíž pevnost odpovídá sádře. Vyrobené cihly teď procházejí pečlivými testy mechanických vlastností, aby kolonisté na Měsíci tušili, co od takového materiálu mohou očekávat.

3D tištěná základna na Měsíci. Kredit: ESA/Foster + Partners.

Vyrobené cihly ještě nejsou úplně ideální. Některé mají zprohýbané okraje. Podle Makayi je to tím, že okraje cihel chladnou rychleji než jejich střed. Prý to ale nebude těžké doladit. Hodlají různě měnit rychlost tisku, aby tím omezili množství tepla, které se hromadí ve vytvářené cihle. Účelem experimentu ale bylo prokázat, že takový postup funguje, a že s jeho pomocí bude možné stavět na Měsíci. A to se povedlo.

Na úspěšné spékání cihel ze simulovaného měsíčního materiálu v běžných pozemských podmínkách teď naváže projekt RegoLight. V něm vědci prověří, zda je možné upéct měsíční cihly v podmínkách, jaké panují na Měsíci. Cihly se opět budou vyrábět 3D tiskem a solárním spékáním, ale tentokrát ve vzduchoprázdnu a za velkých teplotních extrémů. Pokud uspěje i tento program, tak získáme technologii, díky které bude možné tisknout měsíční základny z místního materiálu, jen s pomocí 3D tiskárny a solárního koncentrátoru. Oproti dřívějším technologiím, které potřebovaly sůl jako pojivo, to bude velké zlepšení.

Pro kolonizaci Měsíce i dalších těles bude velmi důležité v co největší možné míře využívat místní materiály. Kosmická přeprava je stále velice drahá a každá úspora se počítá. A nejde jenom o vesmírná tělesa. Stavby ze 3D tiskáren na solární pohon, které budou levné a rychle postavené, by se mohly leckde hodit i na Zemi. Jistě je uvítají v chudých oblastech anebo v místech, kam udeřila přírodní katastrofa či ozbrojený konflikt.

Video:  3D-printing moondust bricks with focused solar heat

Literatura
ESA 3. 5. 2017.