چاپ سه‌بعدی در فضا می‌تواند به فضانوردان کمک کند تا در محیط‌های بیگانه، مانند ماه و مریخ، برای خود ابزار، ساختارها و زیستگاه‌هایی بسازند که برای بقای طولانی‌مدت ضروری است. در حالی که بشر برای اولین بار به فضای بیرون از زمین سفر می‌کند، استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی به یکی از راه‌حل‌های مهم تبدیل شده است که می‌تواند در شرایط دشوار و بی‌رحمانه فضا، ساخت و ساز و بقا را ممکن کند. در این مقاله، به بررسی این فناوری و کاربردهای آن در فضا خواهیم پرداخت.
اما برخلاف پیشگامان قدیمی که ابزارهای ساده مانند تبر و گاوآهن داشتند، پیشگامان فضایی امروز چاپگرهای سه‌بعدی را به همراه خواهند داشت. این فناوری قادر است ابزارها، ساختارها و حتی زیستگاه‌هایی که برای بقا در این محیط‌ها ضروری هستند، تولید کند.
چاپ سه‌بعدی در ایستگاه فضایی بین‌المللی
چاپ سه‌بعدی می‌تواند از مواد مختلفی مانند پلاستیک، بتن یا فلز برای ساخت اشیاء مختلف استفاده کند. در ایستگاه فضایی بین‌المللی، فضانوردان از چاپگرهای سه‌بعدی برای ساخت ابزارها و قطعات یدکی مانند آچار و گیره استفاده کرده‌اند. در حال حاضر، مواد مورد نیاز چاپ از زمین ارسال می‌شوند، اما ناسا همچنین شروع به بازیافت برخی مواد مانند پلاستیک‌های زاید کرده است تا قطعات جدید تولید کند.
چرا نمی‌توان همه چیز را از زمین به فضا برد؟
انتقال تمام مواد به فضا بسیار پرهزینه است. پرتاب یک پوند به مدار زمین هزاران دلار هزینه دارد، و برای ارسال مواد به ماه این هزینه به حدود 500,000 دلار به ازای هر پوند می‌رسد. بنابراین، ساخت در فضا و استفاده از منابع موجود در سیارات دیگر راه‌حلی منطقی‌تر است. این فرآیند نه تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه امکان ساخت ساختارهایی با استفاده از مواد بومی را فراهم می‌آورد.
استفاده از منابع طبیعی ماه و مریخ
چاپگرهای سه‌بعدی قادر خواهند بود از منابع طبیعی موجود در ماه و مریخ برای ساخت ابزار و زیستگاه استفاده کنند. ریگولیت، که نوعی خاک ریز و دانه‌دار است که سطح ماه و مریخ را می‌پوشاند، می‌تواند ماده اصلی برای ساخت این زیستگاه‌ها باشد. این خاک بیگانه به‌طور طبیعی حاوی مواد مغذی نیست، اما به‌عنوان یک ماده خام برای چاپ سه‌بعدی مناسب است. مهندسان و دانشمندان در حال تحقیق برای توسعه تکنیک‌هایی هستند که بتوانند ریگولیت را به ماده‌ای قابل چاپ تبدیل کنند.
چالش‌های ساخت در شرایط بی‌وزنی
در شرایط میکروگرانش (بی‌وزنی) که در فضا و همچنین در سطح ماه و مریخ وجود دارد، مواد به‌طور متفاوتی رفتار می‌کنند. برای مثال، مواد در فضا سریع‌تر سرد می‌شوند و به‌طور متفاوتی بلور می‌شوند. این تغییرات نیاز به توسعه چاپگرهای سه‌بعدی دارد که بتوانند در این شرایط خاص عمل کنند.
پیشرفت در فناوری ساخت زیستگاه‌ها
ناسا در حال کار بر روی پروژه‌هایی است که می‌توانند از ریگولیت برای ساخت بتن‌های خاص استفاده کنند. برای نمونه، پروژه‌ای به نام MarsCrete بتنی را به وجود آورده که می‌توان از آن برای ساخت زیستگاه‌های مریخی استفاده کرد. در سال 2019، نمونه‌ای از یک زیستگاه مریخی در مقیاس یک‌سوم با استفاده از این بتن چاپ سه‌بعدی شد. این پروژه‌ها نه تنها به توسعه زیستگاه‌های فضایی کمک می‌کنند، بلکه می‌توانند فناوری‌های جدیدی را برای حل مشکلات مسکن در زمین نیز به همراه داشته باشند.
آینده چاپ سه‌بعدی در فضا و زمین
چاپ سه‌بعدی در فضا نه تنها به فضانوردان کمک خواهد کرد تا در سیارات بیگانه زندگی کنند، بلکه می‌تواند انقلابی در صنعت ساخت‌وساز در زمین ایجاد کند. روش‌های جدید چاپ سه‌بعدی می‌توانند برای ساخت خانه‌ها با استفاده از مواد محلی یا حتی مواد بازیافتی استفاده شوند. به همین ترتیب، روش‌های جدیدی که برای ساخت زیستگاه‌های مریخی در نظر گرفته شده‌اند، می‌توانند به حل مشکلات مسکن در زمین نیز کمک کنند.
با پیشرفت پروژه‌های فضایی، مانند مأموریت آرتیمیس III که قرار است در سال 2027 پرتاب شود، به نظر می‌رسد که چاپ سه‌بعدی نقش مهمی در مأموریت‌های فضایی آینده خواهد داشت.
چاپ سه‌بعدی نه تنها برای فضانوردان در فضا، بلکه برای حل مشکلات زمین، ابزارهای مهمی فراهم خواهد آورد.
منبع: +