طرح چاپ ۳بعدی مواد در مریخ با خاک مصنوعی ماه

موبنا – دانستن دقیق شرایط کلی مریخ، همواره یکی از بزرگترین چالش‌های فضانوردان است، اکنون نتایج آزمایش‌های اخیر چاپ سه‌بعدی آژانس فضایی اروپا ثابت کرده که زندگی در مریخ غیرممکن نیست.

تاکنون با وجود کاوشگرهای بسیاری که به مریخ فرستاده شده‌اند، اما دانش دانشمندان نسبت به شرایط مریخ محدود بوده است.

همانند ماه تنها چیزی که در سیاره سرخ وجود دارد، گرد و غبار است. بنابراین، به عنوان یک پایه و اساس برای مواد تولیدی در مریخ، پژوهشگران از یک نسخه شبیه‌سازی شده از خاک ماه که به نام “سنگ پوشه ماه”(lunar regolith) شناخته می‌شود، استفاده کردند.

به لایه‌ای از سنگ یا پوششی از واریزه‌های سنگی که روی سنگ بستر را می‌پوشاند سنگ‌پوشه(regolith) گفته می‌شود.

سنگ‌پوشه از موادی ناهمگون تشکیل شده و شامل گرد و غبار، خاک، سنگ‌ریزه، و دیگر مواد مربوطه که در کره زمین، ماه، مریخ، برخی سیارک‌ها و دیگر اجرام فضایی پیدا می‌شود، است.

تشکیل سنگ‌پوشه در کره زمین بیشتر بر اثر فرسایش و هوازدگی انجام می‌شود. به خاطر نبود یا کمبود جو در دیگر کرات، سنگ‌پوشه‌ها در کرات دیگر بیشتر بر اثر برخورد شهاب‌سنگ‌های ریز و هم‌چنین بر اثر تاثیرات تابش‌های کیهانی بر روی سطح کرات، تشکیل می‌شوند.

سطح کره ماه تقریبا به طور کامل از سنگ‌پوشه پوشیده شده است که خاک ماه نیز نامیده می‌شود. خاک ماه لایهٔ خاکستری نازکی در سطح ماه با عمق احتمالی چند متر است که از مواد خرد شدهٔ کمابیش متراکم و سیمانی تشکیل شده است.

پژوهشگران آژانس فضایی اروپا با همکاری یک کمپانی استرالیایی به نام “Lithoz” با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی، نمونه‌ای از قطعات مختلف را با استفاده از عامل اتصال دهنده حساس به نور مخلوط با سنگ‌پوشه که خود از سیلیکون، آلومینیوم، کلسیم و اکسید آهن که گرد و غبار دیده بود، تولید کردند. به جای گرم کردن مخلوط، آن را مانند چسب داغ، اکسترود کردند و سپس اجازه دادند تا آنها سرد و سخت شوند. در اینجا از تکنیک چاپ سه‌بعدی به جای لایه‌های بسیار نازک سنگ‌پوشه که در معرض نور هستند و سبب سخت و محکم شدن می‌شوند، استفاده کردند.

سپس اجزای آن در یک کوره پخته شدند تا مواد جامد سرامیکی را ایجاد کنند که این مواد نه تنها محکم هستند بلکه یک بافت سطحی صاف و یکنواخت نیز دارند.

“اکستروژن” یکی از روش‌های حجمی، برای تغییر شکل مواد به منظور کاهش ضخامت یا سطح مقطع آنها است که در نتیجه آن، قطعاتی با سطح مقطع صاف و عمودی تولید می‌شوند. جهت انجام فرایند اکستروژن، ماده اولیه مورد نظر، به درون قالب اکستروژن که سطح مقطع موردنظر روی آن ایجاد شده‌ است، فشرده شده و در نتیجه، قطعه اکسترود شده با سطح مقطع قالب، تولید می‌شود. دو مزیت این فرایند، نسبت به دیگر روش‌های شکل‌دهی، قابلیت بالا در تولید قطعاتی با سطح مقطع پیچیده و همچنین شکل‌دهی مواد ترد و شکننده است، زیرا ماده در این روش، تنها تحت فشار و تنش برشی قرار می‌گیرد. این روش همچنین قطعاتی، با سطح مقطع بسیار باکیفیت و صاف ایجاد می‌کند و باعث استحکام بیشتر مواد می‌شود. فرایند اکستروژن می‌تواند با مواد اولیه‌های سرد یا گرم انجام شوند.

گام بعدی آژانس فضایی اروپا، آزمایش استحکام و دوام این قطعات چاپ سه بعدی است تا دریابند که آیا آنها می‌توانند در برابر سختی‌های سفر فضایی و زندگی در یک محیط دیگر دوام داشته باشند یا خیر.

 منبع: ایسنا