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3D新聞

俄羅斯計劃用3D打印技術在月球建設定居點

星之球激光 來源:天工社2016-04-22 我要評論(0 )   

成堆的月球巖石和土壤,再加上一座山的照片,這就是后冷戰時期所謂的太空競賽給科學家們留下的遺產。奇怪的是,經過了上世紀六七

成堆的月球巖石和土壤,再加上一座山的照片,這就是后冷戰時期所謂的“太空競賽”給科學家們留下的遺產。奇怪的是,經過了上世紀六七十年代短暫的登月熱后,月球突然被人們長時間遺忘了。

如今幾十年過去了,人類的太空活動也越來越頻繁,這個時候,月球似乎又回到了人們視野的中心——很多人認為,我們已經為向地球這顆唯一的衛星上殖民積累了必要的技術。

早在1970年,前蘇聯的無人駕駛月球車Lunokhod-1登上月球的時候,許多人認為月球定居點已經指日可待。蘇聯的太空計劃還專門在地球上建立了一個模擬定居點,以尋求解決該項目在月球上的物流問題。

“月球的表面覆蓋著類似于玄武巖的巖石。”俄羅斯自然物質研究中心的負責人Vyacheslav Bobin說,“為了測試未來的登陸,美國人選擇了沙漠中的玄武巖高原(類似于約旦),我們的專家則選擇了烏茲別克斯坦塔什干下方的類似地形。”

除此之外,蘇聯的月球定居點計劃還證明了使用殖民者在附近發現的材料建立一個星際基地的可能性。“我們計劃中的基地被設在了月球表面以下,利用了月球的自然地形,比如在火山口的底部。”Bobin解釋說。

與此同時,科學家們也在忙著計算這樣一個項目的實際可行性。不幸的是,在當時,收集最少限度的月球土壤樣本并送返地球進行科學研究都已經被認為是非常困難和效率底下的。因此毫不意外,最后的結論是地球人還沒有準備好殖民月球。

“但是當時我們只是談到了建設基地。”Bobin說。“現在我們已經可以考慮提取天然資源。我國(指俄羅斯)在地球上有著處理自然資源的豐富經驗。而月亮上有大量的資源可以提供。”

例如月球風化層(也就是月壤),這一覆蓋了月球大部分表面的物質中含有大量的氦-3,這是一種對熱核聚變能源至關重要的同位素。美國已經擁有提取它所需的技術。“最終。”Bobin補充說:“殖民月球將獲益十倍。”

但是如何建立月球定居點仍然是一個懸而未決的問題。迄今為止,最現實的方案仍然是圍繞著3D打印技術應用來打造月球上的房子。

“這種想法最初是歐洲航天局提出的。”Bobin說:“將風化層與方鎂石(MgO)混合在一起建造的墻就能夠承受月球上極端的溫度波動和抵御流星。”他補充說,3D 打印機“已經能夠建造一個體量約為600立方米的月球定居點——只需要7到10天時間。”

但這里也存在著問題:如何為這樣一臺3D打印機提供材料。要3D打印“月球磚塊”,月壤必須加工成很細粉末,但是由于沒有引力的存在,現有的研磨設備無法正常的工作。

Bobin稱,俄羅斯有獨特的優勢來解決引力挑戰,其專利的“陀螺研磨機(gyroscopic mill)”可以在零重力條件下操作。這種設備主要使用陀螺的力量而非重力來粉碎對象。他宣稱:“如果我們采用這些技術,就可以真正領先世界十年。”

國際合作

來自俄羅斯Scientific and Production Establishment(NPO)的工程師Vladimir Dolgopolov說,無論是俄羅斯太空機構Roscosmos還是美國宇航局(NASA)都沒有花太多時間在月球上。但是過去十年的衛星觀測表明月球的極地地區可能有水存在,因此可以產生供呼吸的氧氣。“氧和氫也是最有效的火箭燃料,這意味著,我們可以建立一個可居住的基地。”

在蘇聯的月球項目之后,Dolgopolov就在為專門探索金星和哈雷彗星的國際項目Vega工作。但是現在Dolgopolov已經把目光轉向了月球。直到現在,所有的月球探測器——俄羅斯和美國的——往往都降落在月球赤道地區,那里最高溫度達130攝氏度,從來沒有發現過水的跡象。但是月球的極地區域卻截然不同︰其白天溫度不超過20攝氏度,但是在晚上卻會降到零下180攝氏度??茖W家們推測,在月球環形山所謂的“陰影陷阱(Shadow Trap)”區域,有可能是整塊的冰。

行動計劃

據了解,俄羅斯新的登月計劃設想發射四次。第一次將是Luna-Glob(或 Luna-25)登月車,其降落地點將在月球南極附近的Boguslawsky 坑里。“這次發射的目的是為了練習登陸。”Dolgopolov說:“我們已經超過 40年沒有在那里登陸了。”首次發射原本計劃于2014年進行,但如今已經推遲到2019年初。

屆時Luna-Glob將配備一個中子探測器、一個小機械臂和一個激光分析儀。機械臂主要用來采集月壤樣品,將其放入一個容器里,然后由激光儀確定樣品的組成。在Luna-Glob之后發射的將是Luna-26,目前NPO已經制造出了一個原型,它的使命就是探測和拍攝月球表面,為Luna-27尋找理想的著陸位置。

事實上,Luna-27才是俄羅斯人這次計劃的主角。它的旅程有一個重要的目的:通過環境和大氣觀測研究月球的宜居性;然后將月球極地土壤送回地球。這些登月車將每半年發射一次。Luna-28的任務是其前任使命的繼續:發現、收集和帶樣品回來。


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