Terbuat dari Debu Bulan: Printer 3D Lithoz Menghasilkan Alat untuk Stasiun Lunar
Apakah ini fiksi ilmiah? Tidak semuanya! Pembangunan rumah di bulan lebih dari sekadar visi yang berani—sebagian besar berkat program Artemis internasional, yang bertujuan mengembalikan manusia ke satelit Bumi. Untuk proyek Badan Antariksa Eropa (ESA), Lithoz GmbH di Wina, spesialis keramik teknis dalam manufaktur aditif, sedang meneliti bagaimana alat dan bahan konstruksi yang terbuat dari debu bulan dapat dibuat di lokasi menggunakan pencetakan 3D. Materi diuji dengan mesin penguji ZwickRoell.
"Apa pun yang dapat dibayangkan oleh satu orang, orang lain dapat mewujudkannya.” (Dari: Keliling Dunia dalam 80 Hari, Jules Verne)
Sebuah rumah di tepi samudra—atau di pegunungan: Siapa yang tidak memimpikannya? Tapi sebuah rumah di bulan? Dengan pemandangan bumi, ke luar angkasa dan pemandangan Bima Sakti? Apa yang mungkin terdengar seperti adegan dari film atau novel fiksi ilmiah, peneliti dan ilmuwan bersama dengan badan antariksa internasional, telah bekerja cukup lama, seperti yang saat ini terjadi pada misi bulan Artemis. Visinya: baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang, untuk membangun pangkalan antariksa di bulan. Tujuan: dari sana, lebih jauh ke luar angkasa dan seterusnya ke Mars untuk terus menjelajahi tata surya kita dan bahkan mungkin melacak dan menjelajahi galaksi baru yang tidak diketahui...
Untuk mengambil langkah besar lebih dekat ke tujuan ini, para ahli percaya bahwa pembangunan stasiun bulan diperlukan dan sangat diperlukan dalam jangka panjang. Pos terdepan ini, yang sudah ada di banyak film fiksi ilmiah, dapat secara signifikan mempersingkat rute transportasi yang panjang dan sangat mahal dari Bumi ke Bulan.
Prinsip ISRU: pemanfaatan sumber daya in situ
Solusinya adalah: regolit bulan, artinya debu bulan. Ini karena di satelit Bumi sangat banyak dan menurut prinsip ISRU (pemanfaatan sumber daya in situ), dapat digunakan secara lokal sebagai bahan baku untuk memproduksi bahan bangunan, peralatan, dan bahkan furnitur yang dibutuhkan untuk pangkalan bulan. Tujuan ISRU dalam eksplorasi luar angkasa adalah untuk mengumpulkan sumber daya/bahan baku yang tersedia, mengolahnya, dan menggunakannya untuk menggantikan bahan yang seharusnya diimpor dari Bumi.
Menurut rencana yang juga sedang dikerjakan oleh Badan Antariksa Eropa (ESA), stasiun bulan purnama akan dibuat dengan cara ini menggunakan pencetakan 3D. Pada dasarnya, yang diperlukan hanyalah menempatkan printer 3D di bulan untuk mencetak bahan dan alat yang diperlukan. Untuk tujuan ini, kendaraan akan mengumpulkan debu bulan dan dengan menambahkan beberapa zat lain, akan memungkinkan untuk mencetaknya. Keuntungan tambahan: menurut perkiraan ahli, bahan baku yang diperlukan untuk bahan dasar untuk mengaktifkan pencetakan 3D hanya satu persen, yang juga akan menguntungkan dalam hal pengurangan biaya.
Debu bulan asli tidak dapat digunakan – tes dengan bahan sintetis
Dalam proyek Moon Dust mereka, Lithoz GmbH di Wina menangani masalah khusus ini, dan sejak didirikan pada tahun 2011 telah menjadi spesialis dan pemimpin pasar global di bidang sistem manufaktur aditif untuk keramik tingkat lanjut. Insinyur bahan dan penguji bahan untuk Lithoz GmbH, yang didirikan oleh dua lulusan Universitas Teknologi Wina (TU) dan eksekutif saat ini Johannes Benedikt dan Johannes Homa, sedang mengerjakan proses untuk memproduksi alat dan komponen aus dari debu bulan yang disintesis menggunakan printer 3D, dan juga menguji sifat bahan ini.
Meskipun ada sekitar 400 kilogram batuan bulan di Bumi dari misi bulan sebelumnya, sekarang tidak dapat digunakan untuk tujuan percobaan hari ini karena terpapar udara dan kelembapan, karena memiliki banyak reaktivitas kimianya.
Melalui bahan terestrial yang disintesis, para ilmuwan menghasilkan apa yang disebut simulan regolit bulan yang memiliki sifat kimia, mekanik, dan teknik yang mirip dengan regolit bulan asli. Sebagai bagian dari studi LUPINE dengan European Space Agency (ESA), Lithoz GmbH mengembangkan metode untuk memproses regolith dengan teknologi pencetakan berbasis litografi. Dalam pencetakan 3D LCM, bubur keramik yang mengandung pengikat organik fotoreaktif terpapar cahaya biru dengan presisi piksel lapis demi lapis, mengeraskannya di tempat yang tepat untuk menghasilkan komponen keramik kondisi hijau dengan kekuatan mekanis sempurna untuk diproses lebih lanjut.
Homa: “Teknologi LCM terdepan kami—jika Anda menghargai kualitas hasil—adalah standar emas dalam pencetakan 3D LCM keramik.”
Stabilitas debu bulan diuji dengan menggunakan uji tekan dan lentur 3 titik
Dan jika komponen akan diproduksi di bulan di masa mendatang dengan pencetakan 3D Lithoz, produsen mesin penguji ZwickRoell juga akan ikut serta dalam proyek tersebut dan kemungkinan keberhasilannya. Alasannya: dalam hal pengembangan mesin, pengujian material, dan pengembangan proses—dengan kata lain, membawa perusahaan ke posisi saat ini—kedua pendiri Benedikt dan Homa bekerja dengan mesin pengujian ZwickRoell di masa mereka sebagai mahasiswa di Universitas Wina di Teknologi. “Kami mengambil langkah pertama kami dalam pencetakan 3D di universitas. Oleh karena itu, kami mengetahui dan menghargai keandalan dan presisi mesin pengujian ZwickRoell,” ujar Johannes Benedikt, CTO di Lithoz GmbH.
Last but not least, pada bulan November, di bawah kontrak Lithoz GmbH, insinyur bahan di ZwickRoell di Ulm menguji spesimen debu bulan yang sebelumnya diuji di Wina untuk menentukan apakah mereka cocok untuk digunakan sebagai bahan dasar alat atau bahan bangunan di luar angkasa—sejak cepat mampir ke toko untuk membeli pengganti jika terjadi kerusakan di bulan sebenarnya bukan pilihan.
“Tes lanjutan dalam kasus seperti itu selalu sangat berguna dan membantu kami untuk terus meningkatkan prosesnya,” jelas CEO Homa. Tes dua hari termasuk tes kompresi dan lentur 3 titik. “Bagi kami, pengujian material dengan regolith menghadirkan hal baru, namun, kami dapat melakukannya dengan sangat baik sesuai dengan kebutuhan khusus pelanggan,” tutup Tobias Ebner, insinyur material utama ZwickRoell untuk pengujian spesimen untuk proyek Debu Bulan. Dan dia menambahkan: “Evaluasi hasil pengujian, apakah dan sejauh mana material tersebut cocok untuk pembangunan stasiun bulan, atau apakah harus diadaptasi, kini tergantung pada klien kami.”
Saat ini, hasil dan temuan uji kualitas dua hari yang dilakukan oleh Lithoz GmbH sedang dianalisis, didiskusikan dengan Badan Antariksa Eropa
(ESA) dan kemudian akan dipublikasikan.
“Kami terkenal di komunitas ilmiah”
Dalam kebangkitannya yang meroket di bidang pencetakan 3D keramik, Lithoz GmbH dibedakan oleh triad khusus, yang mungkin segera terdengar—atau lebih tepatnya, terlihat—di luar angkasa: dari penelitian dasar dan terapan hingga pengembangan siap pakai dan produk yang dapat dipasarkan untuk keperluan industri, Lithoz GmbH menawarkan pengetahuan komprehensif dalam pencetakan 3D dengan solusi yang dibuat khusus. Inilah salah satu alasan mengapa ESA (European Space Agency) menjadi salah satu mitra dan bekerja sama erat dengan perusahaan Austria tersebut. Selain itu, karena latar belakang universitas dari kedua eksekutif tersebut, mereka mempertahankan kontak yang baik dengan komunitas ilmiah dan perusahaan tersebut terkenal, kata Johannes Homa, CEO. Meskipun keberhasilan kewirausahaan: Lithoz GmbH tidak bekerja sepenuhnya terlepas, dan terlepas dari pertumbuhan mereka, terus fokus untuk tetap membumi: perusahaan mempekerjakan lebih dari 135 orang, berproduksi dan berkembang terutama di kantor pusat mereka di Wina, dan mengandalkan kerja sama yang erat dengan para ahli dari bidang penelitian, ilmu pengetahuan dan industri.
Mendorong batas-batas dari apa yang mungkin, maju ke bidang baru
Menurut CEO Lithoz Homa, masih ada beberapa orbit matahari di Bumi, sebelum pembangunan stasiun luar angkasa di bulan dimulai. Dan dia menekankan bahwa jalan menuju bulan tidak akan mudah. Tapi itu direncanakan dan diaspal. Oleh karena itu, hanya masalah waktu sebelum stasiun pangkalan dibangun di bulan. Lithoz GmbH sedang dalam perjalanan untuk memenuhi misi mereka untuk memberikan cetakan keramik dengan kualitas terbaik dan terus mendorong batas pengembangan keramik. “Kami ingin berkontribusi kepada orang-orang yang menjelajah ke galaksi tak dikenal dan menjelajahi dunia baru,” kata spesialis keramik, menjelaskan aspirasi perusahaan.
“Pembangunan stasiun bulan akan menjadi langkah besar bagi perjalanan luar angkasa dan tonggak sejarah bagi umat manusia. Kami di Lithoz GmbH siap menjadi bagian dari perjalanan dan pengembangan yang mengasyikkan ini.” Dan Benedikt menambahkan: “Siapapun yang terbang ke bulan, tidak akan bisa melewati kita. Sebagai mitra andal kami, ZwickRoell memberi kami basis data yang sangat penting, yang memberi kami wawasan penting untuk misi ini. Dengan bantuan dari ZwickRoell, kami telah membuat langkah maju yang signifikan. Kami ingin—dalam arti yang sebenarnya—mencapai bintang-bintang dan membuat hal yang bisa dibayangkan menjadi mungkin dan mengimplementasikannya di luar angkasa menggunakan keahlian kami.”
