Переход к содержанию страницы

Из лунной пыли: 3D-принтеры фирмы Lithoz производят инструменты для лунной станции

 

Это научная фантастика? Вовсе нет! Строительство домов на Луне - это гораздо больше, чем смелый замысел - не в последнюю очередь благодаря международной программе «Артемида», целью которой является возврат людей на спутник Земли. Для проекта Европейского космического агентства (ESA) фирма Lithoz GmbH из г. Вена как специалист по технической керамике в аддитивном производстве проводит исследования в области создания инструментов и стройматериалов из лунной пыли на месте посредством 3D-печати. Материал испытывают в машинах фирмы ZwickRoell.

 

„Всё, что один человек может себе представить, могут осуществить другие люди." (из произведения «Вокруг света за 80 дней» Жюля Верна)

 

Дом на море - или в горах: кто об этом не мечтает? Но дом на Луне? С видом на Землю, Вселенную и Млечный Путь? То, что выглядит как сцены из научно-фантастических романов или фильмов, уже в течение продолжительного времени является предметом работы ученых и исследователей в сотрудничестве с международными космическими агентствами (в данном случае в рамках лунной миссии «Артемида»). Замысел: рано или поздно построить космическую базу на Луне. Цель: оттуда пробиться дальше в космос и на Марс, лучше исследовать нашу солнечную систему и (возможно даже) обнаружить и изучить новые - пока еще «неизвестные галактики…
Чтобы приблизиться к этой цели на один большой шаг, по мнению экспертов, необходимым и в долгосрочной перспективе обязательным является строительство лунной станции. Наличие этого «внешнего поста», который уже существует в многочисленных научно-фантастических фильмах, значительно сократит долгий - а также крайне дорогой - транспортный путь с Земли на Луну.

 

Принцип ISRU (использование местных ресурсов): обрабатывать местное

 

Решение такое: лунный реголит (т.е. лунная пыль). Этой пыли на спутнике Земли огромное количество, и она - в соответствии с принципом ISRU (in situ ressource utilization) - вполне могла бы служить «сырьем» для изготовления строительного материала, инструмента и даже мебели. Принцип ISRU в области освоения космоса предполагает сбор имеющихся в наличии ресурсов/сырья, их переработка и использование в целях замены материалов, которые в противном случае было бы необходимо привозить с Земли.
В соответствии с планами, принятыми Европейским космическим агентством (ESA), таким образом должна возникнуть целая лунная станция - а именно посредством 3D-печати. Проще говоря, на Луну следует доставить лишь 3D-принтеры, чтобы печатать там необходимые материалы и инструменты. Для этого транспортные средства будут собирать лунную пыль. Добавив в нее некоторые вещества, можно начинать печать. Еще одно преимущество: По экспертным оценкам, объем сырья, необходимого для базового материала 3D-печати, составляет всего один процент, что также выгодно с точки зрения оптимизации затрат.

 

Простая лунная пыль бесполезна - испытания с синтетическим материалом

 

В своем проекте „Moon Dust“ венская фирма Lithoz GmbH специально прорабатывает эту тему, с момента своего основания в 2011 г. она уже стала специалистом и мировым лидером в области аддитивных систем изготовления высококачественной керамики. Инженеры-материаловеды и операторы испытательного оборудования фирмы Lithoz GmbH, основанной двумя выпускниками Венского технического университета (TU) и нынешними руководителями Йоханнесом Бенедиктом и Йоханнесом Хома, работают на процессом производства инструментов и изнашиваемых деталей из синтезированной лунной пыли с использованием 3D-печати и дополнительно определяют характеристики этих материалов.
Хотя на Земле есть около 400 килограммов лунного грунта, добытого в процессе прежних полетов на Луну, сейчас он непригоден для испытаний из-за длительного воздействия воздуха и влаги, поскольку утратил свою химическую реактивность.
Благодаря синтезированному земному материалу, ученые производят так называемую модельную среду лунного реголита, обладающую такими же химическими, механическими или техническими свойствами, как настоящий лунный реголит. В рамках исследования LUPIN совместно с Европейским космическим агентством (ESA) фирма Lithoz GmbH разработала процесс обработки реголита с помощью технологии печати на основе литографии. В процессе 3D-печати LCM керамическая суспензия, содержащая фотореактивное органическое связующее, подвергается воздействию синего света слой за слоем, пиксель за пикселем, затвердевая в соответствующих местах, чтобы производить так называемые «зеленые» (неспечённые) керамические детали с безупречной механической прочностью для последующей обработки.
Хома: „Наша технология LCM является ведущей и представляет собой золотой стандарт LCM 3D-печати для тех, кто ценит качество результатов.“

 

Стабильность лунной пыли определяют в процессе испытаний на сжатие и 3-точечный изгиб

 

Если в будущем специалисты компании Lithoz посредством 3D-печати будут производить различные изделия на Луне, то и производитель испытательных машин фирма ZwickRoell станет частью проекта и разделит возможный успех. Основание: что касается разработки оборудования, испытаний материалов и разработки процессов (т.е. всего того, что привело компанию к сегодняшнему состоянию), оба основателя, Бенедикт и Хома, обязаны испытательным машинам фирмы ZwickRoell, с которыми работали еще будучи студентами Венского технического университета. „Наши первые шаги в области 3D-печати мы сделали в университете. Поэтому мы также знаем и ценим надежные и высокоточные испытательные машины фирмы ZwickRoell“, - сказал Йоханнес Бенедикт, технический директор компании Lithoz GmbH.
Не менее важное событие: в ноябре инженеры-материаловеды фирмы ZwickRoell в Ульме - по заказу компании Lithoz GmbH - испытали исследованные ранее в Вене образцы из лунной пыли, чтобы определить, подходят ли они в качестве базового материала для инструментов и стройматериалов в космосе - ведь если на Луне что-то сломается, то просто купить это в ближайшем магазине не получится.
„Повторное исследование в таких случаях всегда очень помогает, процесс постоянно совершенствуется“, - поясняет коммерческий директор Хома. Испытания на сжатие и 3-точечный изгиб проводятся в течение двух дней. „Испытания реголита были для нас в новинку, однако мы смогли их оптимально выполнить в соответствии с пожеланиями заказчика“, - резюмирует Тобиас Эбнер, ответственный инженер-материаловед фирмы ZwickRoell для испытаний по проекту „Moon Dust“. А потом он добавил: „Теперь оценивать результаты испытаний - подходит ли материал для строительства лунной станции, или его необходимо адаптировать - будет наш заказчик.“
Результаты двухдневных квалификационных испытаний будут проанализированы специалистами фирмы Lithoz GmbH, обсуждены с Европейским
космическим агентством и затем опубликованы.

 

„Нас знают в научном сообществе“

 

Благодаря стремительному взлету в области керамической 3D-печати, компанию Lithoz GmbH характеризует особая триада, которую вскоре можно будет услышать, а точнее увидеть в космосе: от фундаментальных исследований к прикладным и к разработке операционных (в том числе для промышленности) полезных и востребованных продуктов - компания Lithoz GmbH предлагает комплексные ноу-хау в области 3D-печати с индивидуальными решениями. Не в последнюю очередь поэтому ESA (Европейское космическое агентство) тесно сотрудничает с австрийской компанией. Кроме того, благодаря университетскому образованию обоих руководителей, у них «лучшие контакты с научным сообществом», а компания «хорошо известна», как поясняет Йоханнес Хома. Несмотря на предпринимательский успех: компания Lithoz GmbH не работает «полностью изолированно» и, несмотря на свой рост, крепко цепляется за почву: в компании работает более 135 человек, она разрабатывает и производит продукцию, в основном, в своей штаб-квартире в Вене и опирается на тесное сотрудничество с экспертами в области исследований, науки и промышленности.

 

Раздвигать границы возможного, выходя в новые сферы

 

Прежде чем начнется строительство станции на Луне, как сказал директор компании Lithoz Хома, понадобится еще «несколько оборотов Земли вокруг Солнца». И подчеркнул, что «путь на Луну не будет легким». Но: он будет «спланирован и проторён». Так что создание базовой станции на Луне - лишь вопрос времени. Компания Lithoz GmbH находится на пути к «выполнению своей миссии и обеспечению высочайшего качества керамической печати», постоянно расширяя границы развития керамики. „Мы хотим помочь человечеству проникнуть в новые галактики и исследовать новые миры», - объясняют стремления компании специалисты по керамике.
„Строительство лунной станции станет большим шагом для космонавтики и важной вехой для человечества. Мы в компании Lithoz GmbH готовы стать частью этого увлекательного путешествия и развития“. А Бенедикт добавил: „Тот, кто полетит на Луну, не пройдет мимо нас. Наш очень надежный партнер фирма ZwickRoell предоставила нам крайне важную базу данных, откуда мы черпаем ключевую информацию для нашей миссии. Благодаря фирме ZwickRoell, мы сделали решающий шаг. Мы хотим - в прямом смысле этого слова - дотянуться до звёзд и осуществить задуманное в космических масштабах на основе нашей компетенции.»

 

Оборудование для испытания лунной пыли

Top