a base de poeira da Lua: Impressoras 3D da Lithoz fabricam ferramentas para estação da Lua
Isto é Ficção Científica? De maneira alguma! A construção de casas na Lua é bem mais do que uma visão atrevida – não por último também em virtude do programa internacional Artemis, cuja meta é levar novamente pessoas ao satélite natural da Terra. Para um projeto da Organização Espacial Europeia (ESA), a Lithoz GmbH de Viena - como especialista para cerâmica técnica em fabricação aditiva - realiza pesquisas como ferramentas e materiais de construção podem ser fabricados a base de poeira da Lua por meio de impressão 3D no local. Os ensaios do material são feitos como o auxílio de máquinas ZwickRoell.
“Tudo que uma pessoa pode imaginar, outras pessoas poderão realizar." (De: Volta ao mundo em 80 dias, Jules Verne)
Uma casa na orla de um lago – ou nas montanhas: Quem não tem este sonho? Mas uma casa na Lua? Com vista da Terra, olhar para o universo e vista da Via Láctea? O que parecem ser cenas de romances ou filmes de ficção científica, são objetos de estudo dos pesquisadores e cientistas já há algum tempo - em conjunto com os órgãos aeroespaciais internacionais – como atualmente no âmbito da missão Artemis para a Lua. A visão: Construir mais cedo ou mais tarde uma base espacial na Lua. O objetivo: De lá, penetrar mais profundamente no Universo e chegar ao Marte - e pesquisar melhor nosso sistema solar e (talvez também) descobrir e explorar novas - até agora – “galaxias desconhecidas“…
Para fazer um grande passo rumo a este objetivo, é necessária, segundo o entendimento de especialistas, a construção de uma estação na Lua e, em longo prazo, indispensável. Com este “posto externo“, que já existe em vários filmes de ficção, seria possível uma redução significativa da longa - e também extremamente cara - trajetória de transporte da Terra até a Lua.
Princípio ISRU: Processar materiais disponíveis no local
A solução é: Lunar Regolith, ou seja, poeira da Lua. Ela existe no satélite natural da Terra em abundância – e poderia servir como “matéria prima” no local, conforme o princípio ISRU (in situ ressource utilization) para produzir com ela o material de construção, as ferramentas ou também os móveis necessários para a base lunar. ISRU na pesquisa aeroespacial significa coletar os recursos/matérias primas disponíveis, processá-los e aproveitá-los e, dessa maneira, substituir materiais os quais, caso contrário, teriam de ser importados da Terra.
De acordo com planos nos quais também a Organização Aeroespacial Europeia (ESA) está trabalhando, uma base lunar completa deve ser construída dessa forma – a saber, por meio de impressão 3D. Explicado de forma simplificada, somente impressoras 3D teriam de ser levadas à Lua para imprimir os materiais e ferramentas lá necessitados. Para tal, veículos coletariam a poeira lunar e – por meio de adição de poucas outras substâncias - deverá ser possível imprimir com a poeira lunar. Outra vantagem: A matéria prima necessária para o material básico para a impressão 3D responde de acordo com as estimativas de especialistas apenas por um porcento – o que quanto à redução de custos também seria vantajoso.
Poeira lunar autêntica é inútil – ensaios com material sintético
Em seu projeto “Moon Dust“, a Lithoz GmbH de Viena estuda especialmente este tema – e desde sua constituição em 2011 ela já se tornou especialista e líder do mercado mundial no segmento de sistemas de fabricação aditivos para cerâmica de alto desempenho. Engenheiros em materiais e técnicos em ensaio de materiais da Lithoz GmbH, a qual foi fundada pelos dois atuais administradores formados pela Universidade Técnica (TU) de Viena - Johannes Benedikt e Johannes Homa -, estão desenvolvendo um método para produzir ferramentas e peças de desgaste a base de poeira lunar sintetizada com o auxílio de uma impressora 3D – e adicionalmente realizam ensaios para determinar as características de referidos materiais.
É certo que na Terra existem aproximadamente 400 kg de pedras da Lua - de missões lunares anteriores - mas este material já se tornou inútil para ensaios atuais em decorrência do contato com o ar e a umidade uma vez que perdeu sua reatividade química.
Com o material terrestre sintetizado os cientistas produzem assim chamadas simulações de regolito lunar com características químicas, mecânicas ou técnicas similares ao regolito lunar genuíno. No âmbito do estudo LUPIN com a Organização Aeroespacial Europeia (ESA), a Lithoz GmbH desenvolveu um método de processamento do regolito com o auxílio de sua tecnologia de impressão baseada em litografia. Na impressão LCM 3D, uma argila líquida cerâmica com ligante orgânico fotorreativo é exposta à luz azul, camada por camada, de pixels perfeitos e, dessa forma, endurecida nos pontos relevantes para fabricar assim chamadas cerâmicas peças verdes de perfeita resistência mecânica para a continuação do processamento.
Homa: “Nossa Tecnologia LCM é - quando se dá importância à qualidade dos resultados – tecnologia líder e o padrão de excelência na impressão cerâmica LCM 3D.“
A estabilidade da poeira lunar é testada em ensaios de compressão e ensaios de flexão de 3 pontos
E se futuramente componentes forem fabricados pela Lithoz na Lua por meio de impressão 3D, também a fabricante de máquinas para ensaio de materiais ZwickRoell teria uma participação no projeto e no possível sucesso. O motivo: Quanto ao desenvolvimento de máquinas, ensaio de materiais e desenvolvimento de processo – ou seja, para levar a empresa aonde ela atualmente está - os dois fundadores Benedikt e Homa trabalharam com máquinas para ensaios de materiais ZwickRoell já na época de seus estudos no Universidade Técnica de Viena. “Nós realizamos nossas primeiras tentativas no âmbito da impressão 3D na universidade. Por esse motivo, nós conhecemos e apreciamos também as máquinas para ensaios de materiais ZwickRoell confiáveis e precisas“, diz Johannes Benedikt, Diretor Técnico (CTO) da Lithoz GmbH.
Não por último, técnicos em engenharia de materiais testaram na ZwickRoell na cidade de Ulm em novembro - a pedido da Lithoz GmbH - as amostras de poeira lunar previamente analisadas em Viena para verificar sua aptidão como material de base para ferramentas ou material de construção no universo – uma vez que não vai ser possível na Lua simplesmente ir a uma loja e comprar uma peça nova quando algo quebra.
“Uma segunda análise nesses casos é sempre muito útil e nos ajuda a aprimorar o processo continuamente“, explica o administrador Homa. Os ensaios de dois dias de duração incluíram ensaios de compressão e ensaios de flexão de 3 pontos. “Para nós, os ensaios de materiais com regolito representaram uma novidade, mas conseguimos realizá-los muito bem em conformidade com os requisitos específicos dos clientes“, resume Tobias Ebner, o técnico em engenharia de materiais da ZwickRoell responsável pelos ensaios em amostras do projeto “Moon Dust“. E para completar ele acrescenta: “A avaliação dos resultados de ensaio, se e até que ponto o material é adequado para a construção de uma base lunar ou se ele precisa ser adaptado, cabe agora a nosso cliente.“
Atualmente, os resultados e conhecimentos do ensaio de qualidade de dois dias de duração estão sendo analisados pela Lithoz GmbH, serão discutidos com a Organização Aeroespacial Europeia
(ESA) e, posteriormente, publicados.
“Nós somos conhecidos na comunidade científica“
Em seu sucesso meteórico no âmbito de impressão 3D, a Lithoz GmbH se destaca por uma tríade especial – que possivelmente já em breve possa ser ouvida – ou melhor dito - vista no universo: Desde a pesquisa básica, passando pela pesquisa aplicada até o desenvolvimento de produtos empregáveis, de utilidade para a indústria e maduros para o mercado, a Lithoz GmbH oferece amplo know-how em impressão 3D com soluções customizadas. Não por último por este motivo, também a ESA (Organização Aeroespacial Europeia) é um dos parceiros e coopera estreitamente com a companhia austríaca. Ademais, em virtude do histórico universitário dos dois administradores, existem “ótimos contatos com a comunidade científica“ e a empresa é “muito conhecida”, de acordo com o administrador (CEO) Johannes Homa. Apesar do sucesso empresarial: A Lithoz GmbH não trabalha “de forma totalmente desprendida da realidade” - e aposta, apesar de seu crescimento, na solidez da vida real: A empresa emprega mais de 135 pessoas, produz e desenvolve principalmente na matriz em Viena – e aposta na estreita cooperação com especialistas dos setores de pesquisa, ciência e indústria.
Deslocar o limite do que é viável, avançar para novas esferas
É certo, até o início da construção de uma estação espacial na Lua, “a Terra completará ainda algumas voltas ao redor do Sol”, diz Homa, o administrador da Lithoz. E ele sublinha que “o caminho para a Lua não será um caminho fácil“. Contudo: ele será “planejado e preparado“. Portanto, é somente uma questão do tempo quando uma base espacial será construída na Lua. A Lithoz GmbH está em um bom caminho para “cumprir sua missão e fornecer a máxima qualidade para a impressão cerâmica“ e para o deslocamento contínuo dos limites do desenvolvimento da cerâmica. “Nós queremos contribuir ao avanço da humanidade para galaxias desconhecidas e à descoberta de novos mundos“, explicam os especialistas em cerâmica os esforços feitos pela companhia.
“A construção de uma estação lunar será um grande passo para a indústria aeroespacial e um marco para a humanidade. Nós da Lithoz GmbH estamos prontos para fazermos parte dessa viagem fascinante e desse desenvolvimento“. E Benedikt acrescenta: “Quem viaja para a Lua, não conseguirá contornar-nos. Como sendo um parceiro muito confiável, a ZwickRoell nos forneceu uma base de dados muito importante a qual nos oferece conhecimentos centrais para essa missão. Com a ajuda da ZwickRoell nós conseguimos fazer um passo decisivo para frente. Nós queremos - no próprio sentido da palavra - alcançar as estrelas e viabilizar o imaginável e concretizá-lo no universo por meio de nossa competência.“
