การพิมพ์อิฐบนดวงจันทร์แบบ 3 มิติด้วยดินจำลองอาจทำหน้าที่เป็นฐานรากสำหรับฐานบนดวงจันทร์ได้

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหัวจง (HUST) อาจค้นพบวิธีสร้างโครงสร้างที่ยั่งยืนบนดวงจันทร์และที่อื่นๆ ด้วยต้นทุนเพียงเศษเสี้ยวของต้นทุนที่เคยใช้ แนวคิดใหม่นี้เกี่ยวข้องกับการใช้ส่วนผสมของดินบนดวงจันทร์เพื่อสร้างอิฐ นี่คือทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้

คุณไม่สามารถสร้างอะไรได้หากไม่มีอุปกรณ์ใช่ไหม?

กลยุทธ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับฐานทัพบนดวงจันทร์นานาชาติที่วางแผนไว้ เนื่องจากการนำวัสดุก่อสร้างและอุปกรณ์ก่อสร้างมาใช้เป็นไปไม่ได้ แม้ว่าราคาต่อปอนด์ในการส่งสิ่งของขึ้นสู่วงโคจรจะลดลงอย่างมากจากหลายพันเหลือหลายร้อยปอนด์ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา แต่แนวคิดนี้ยังคงไม่สมจริง ดังนั้น นักวิจัยชาวจีนจึงหันมาให้ความสนใจกับการใช้สิ่งของที่มีอยู่

ปัญหาดินบนดวงจันทร์

ดินบนดวงจันทร์แตกต่างจากโลกในหลายๆ ด้าน ดวงจันทร์อยู่ในสุญญากาศของอวกาศและถูกปกคลุมไปด้วยรังสีคอสมิกที่ชั้นบรรยากาศของโลกปกป้องไว้ สภาพแวดล้อมที่พิเศษและเป็นอันตรายนี้มีแรงโน้มถ่วงเพียง 1 ใน 6 ของโลก ซึ่งหมายความว่าอนุภาคเล็กๆ ที่ประกอบเป็นดินบนดวงจันทร์จะลอยตัวอยู่ได้นานกว่าดินบนโลกมาก

ดินบนดวงจันทร์มีขอบคมเหมือนแก้ว ง่ายต่อการถูกรบกวน และสามารถลอยน้ำได้ ซึ่งยิ่งเพิ่มความซับซ้อนให้กับพื้นผิว สำหรับนักวิจัย ดินชนิดนี้สร้างปัญหาใหญ่ให้กับอุปกรณ์และเป็นอันตรายต่อปอดอย่างมาก หากปัญหาทั้งหมดนี้ยังไม่หมดไป ดวงจันทร์จะต้องเผชิญกับคลื่นไหวสะเทือนอย่างต่อเนื่อง แผ่นดินไหวบนดวงจันทร์เหล่านี้อาจทำให้เกิดกลุ่มฝุ่นดินอารมณ์ขนาดใหญ่ ซึ่งจะทำให้สถานการณ์เลวร้ายลง

การศึกษาเรื่องอิฐบนดวงจันทร์

นักวิจัยชาวจีนตัดสินใจที่จะไม่หลบเลี่ยงทรัพยากรที่สำคัญที่สุดบนดวงจันทร์ แต่มีแผนที่จะแปลงฝุ่นอันตรายนี้ให้กลายเป็นอิฐแทน โดยอิฐบนดวงจันทร์เหล่านี้จะสร้างขึ้นด้วยหุ่นยนต์พิมพ์ 3 มิติที่เป็นกรรมสิทธิ์ วิธีนี้จะช่วยให้นักบินอวกาศสามารถมุ่งเน้นไปที่งานที่สำคัญกว่าและลดการสัมผัสกับฝุ่นอันตรายจากดวงจันทร์ได้

นักวิจัยได้สร้างองค์ประกอบดินจำลองบนดวงจันทร์ที่แตกต่างกันห้าประเภทเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ของพวกเขา โดยออกแบบส่วนผสมของดินสามประเภทที่แตกต่างกันเพื่อเลียนแบบดินประเภทต่างๆ ที่พบบนดวงจันทร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ส่วนผสมหลักสองอย่างของฝุ่นบนดวงจันทร์คือบะซอลต์และอะโนรไซต์ ซึ่งทั้งสองประเภทพบได้ในระดับที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสถานที่ นอกจากนี้ ทีมยังใช้แนวทางการเผาผนึกสามวิธีที่แตกต่างกันเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษา

ทดสอบอิฐจันทรคติ

วิศวกรสามารถสร้างดินจำลองบนดวงจันทร์ได้สำเร็จ และหุ่นยนต์พิมพ์ 3 มิติของพวกเขาสามารถนำฝุ่นบนดวงจันทร์มาสร้างอิฐได้ อิฐเหล่านี้ประกอบด้วยส่วนผสมที่แตกต่างกันหลากหลาย ทำให้ทีมงานสามารถทดสอบประสิทธิภาพการทำงานในอิฐแต่ละประเภท และตัดสินใจเลือกสถานที่ที่ดีที่สุดในการสร้างค่ายโดยพิจารณาจากส่วนผสมวัสดุก่อสร้างที่ดีที่สุด

ทีมงานได้ทดสอบเพื่อดูว่าส่วนผสมแต่ละอย่างสามารถรับน้ำหนักได้แค่ไหน นอกจากนี้ การทดสอบความร้อนยังช่วยให้ทีมงานสามารถระบุได้ว่าอิฐจะสามารถรับน้ำหนักอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วบนดวงจันทร์ได้หรือไม่ อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจสูงถึง 100 องศา ซึ่งอาจสร้างความเครียดให้กับวัสดุก่อสร้างได้มาก เนื่องจากวัสดุจะโค้งงอและยืดตัวได้ในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน

ทดสอบอิฐบนดวงจันทร์ในอวกาศ

อิฐเหล่านี้ผ่านการทดสอบภาคพื้นดินเสร็จสิ้นแล้ว และพร้อมสำหรับการนำขึ้นสู่อวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อิฐเหล่านี้จะถูกนำไปทดสอบประสิทธิภาพในอวกาศ ซึ่งมีกำหนดเริ่มต้นที่สถานีอวกาศของจีน อิฐเหล่านี้มีกำหนดนำไปยังสถานีอวกาศบนยานอวกาศขนส่งสินค้าเทียนโจว-8

เมื่ออยู่ในวงโคจรแล้ว นักวิจัยจะตรวจสอบสภาพแวดล้อมเฉพาะของดวงจันทร์และผลกระทบต่อประสิทธิภาพและความทนทานของอิฐบนดวงจันทร์ ทีมวิจัยต้องการดูว่ารังสีที่เพิ่มขึ้นร่วมกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรงทำให้อิฐแตกออกจากกันหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การทดสอบจะทำให้อิฐอยู่ในวงโคจรภายในกลางปี ​​2025

ประโยชน์ที่ Lunar Brick นำมาสู่ภาคอุตสาหกรรม

เข้าใจได้ง่ายว่าทำไมวิศวกรจึงต้องการทำงานกับทรัพยากรในท้องถิ่นแทนที่จะนำเข้าสิ่งของจากโลก แม้ดวงจันทร์อาจไม่มีอะไรมากมายนักเมื่อมองแวบแรก แต่องค์ประกอบทางเคมีอันเป็นเอกลักษณ์ของดินบนดวงจันทร์ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นทรัพยากรการก่อสร้างที่ดี

แข็งแรง

จากข้อมูลพบว่าอิฐบนดวงจันทร์มีประสิทธิภาพเหนือกว่าอิฐบนพื้นดินเกือบทุกด้าน โดยเหนือกว่าอิฐคอนกรีตและอิฐแดงในด้านความทนทาน โดยผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าอิฐบนดวงจันทร์มีความแข็งแรงกว่าเกือบ 3 เท่า ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้ผู้สร้างสามารถสร้างโครงสร้างโดยใช้ทรัพยากรน้อยลงได้

กระบวนการอัตโนมัติ

ประโยชน์สำคัญอีกประการหนึ่งของการวิจัยนี้คือการสร้างอุปกรณ์การพิมพ์ 3 มิติแบบพิเศษที่สามารถประมวลผลดินบนดวงจันทร์และสร้างอิฐบนพื้นที่ได้ หุ่นยนต์นี้จะเป็นเครื่องมือสำคัญในการสร้างฐานบนดวงจันทร์โดยไม่ต้องเสี่ยงอันตรายต่อนักบินอวกาศ หุ่นยนต์สามารถนำดินมาบดอัดและให้ความร้อนเพียงพอเพื่อสร้างอิฐที่แข็งแรงและยืดหยุ่นได้

ออกแบบที่ไม่ซ้ำ

การใช้งานของ ผลิตสารเติมแต่ง ในกระบวนการนี้ จะเปิดประตูสู่ความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรมใหม่ๆ มากขึ้น โครงการพิมพ์บ้านแบบ 3 มิติหลายโครงการได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการใช้ผนังโครงสร้างที่ซับซ้อนสามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนและของเสียจากวัสดุได้ สภาพแวดล้อมบนดวงจันทร์นั้นมีความพิเศษ ดังนั้น เครื่องพิมพ์อิฐบนดวงจันทร์จึงสามารถสร้างการออกแบบใหม่ๆ ที่เป็นเชิงทดลองซึ่งอาจเปลี่ยนโฉมหน้าของภาคส่วนอาคารได้

นักวิจัยอิฐดวงจันทร์

มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหัวจง (ฮัสต์) เป็นเจ้าภาพในการศึกษาวิจัยที่นำโดย Ding Lieyun โครงการนี้เป็นส่วนเล็กๆ ของสถานีวิจัยดวงจันทร์ระหว่างประเทศขนาดใหญ่ที่จีนประกาศเมื่อต้นปี โครงการนี้จะสร้างสถานะถาวรบนดวงจันทร์และช่วยให้การวิจัยเชิงลึก การปล่อยยานอวกาศในระยะเวลาสั้นลง และอื่นๆ อีกมากมาย

บริษัทที่สามารถได้รับประโยชน์จาก Lunar Brick

มีอุตสาหกรรมและบริษัทมากมายที่อาจได้รับประโยชน์จากความก้าวหน้ามากมายที่งานวิจัยนี้นำเสนอ ประการแรก ยิ่งเข้าใจดินบนดวงจันทร์มากขึ้นเท่าไหร่ มนุษย์ก็จะยิ่งตั้งอาณานิคมบนดวงจันทร์ได้ง่ายขึ้นเท่านั้นในอนาคต ดังนั้น การศึกษาอิฐบนดวงจันทร์จึงแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงกลยุทธ์จากการนำเสบียงมาใช้เพื่อยังชีพ ไปสู่การพึ่งพาตนเองในพื้นที่ นี่คือบริษัทหนึ่งที่อาจได้รับประโยชน์จากการศึกษานี้

ห้องปฏิบัติการจรวด

Rocket Lab เริ่มดำเนินการในปี 2006 ในฐานะบริษัทปล่อยดาวเทียม บริษัทเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มแพลตฟอร์มปล่อยยานอวกาศที่ช่วยลดราคาต่อปอนด์ของการส่งสิ่งของขึ้นสู่อวกาศ บริษัทมีความเชี่ยวชาญด้านดาวเทียมขนาดเล็กในปัจจุบัน ซึ่งเป็นหนึ่งในภาคส่วนที่มีการเคลื่อนไหวมากที่สุดของตลาด

(RKLB )

จรวด Electron ของ Rocket Labs ได้ทำงานร่วมกับทั้งบริษัทเอกชนและรัฐบาลเพื่อนำดาวเทียมขึ้นสู่ท้องฟ้า ปัจจุบัน Rocket Labs มีสัญญากับกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ และ NASA และมีบทบาทสำคัญในภารกิจ Gateway Pathfinder ที่น่าสังเกตคือ Rocket Lab มีแนวโน้มที่จะเติบโตอย่างต่อเนื่องในปีนี้ โดยทำสถิติสูงสุดเป็นประวัติการณ์เมื่อเร็วๆ นี้ ดังนั้น Rocket Lab จึงถือเป็น "การลงทุน" ที่ชาญฉลาด

ตามเส้นทางอิฐแห่งดวงจันทร์

ยังคงมีการทดสอบอีกมากที่จำเป็นต้องทำให้เสร็จสิ้นก่อนที่อิฐดวงจันทร์จะเป็นทางเลือกอย่างเป็นทางการ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยได้เสนอข้อโต้แย้งที่น่าสนใจเพื่ออธิบายว่าเหตุใดและอย่างไรสิ่งของเหล่านี้จึงมีประโยชน์ต่อนักเดินทางบนดวงจันทร์ สำหรับตอนนี้ คุณสามารถคาดหวังการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวคิดอิฐดวงจันทร์และวิธีที่มันอาจช่วยให้มนุษย์ไปถึงจุดหมายปลายทางใหม่ๆ ได้

เรียนรู้เกี่ยวกับโครงการอวกาศเจ๋งๆ อื่นๆ Good Farm Animal Welfare Awards.