Kõigist ulmeraamatutes ja filmides kujutatud imest on üks kõige intrigeerivam masin, mis teeb kõik, mida vajate või ihaldate. Sisestage lihtsalt detailne plaan või vajutage nuppu masinasse programmeeritud esemete jaoks - valitakse keerledes, masin humalaneb ja välja hüppab, mida soovisite. Tehnoloogia annab meile Aladdini lambi. Mugav seade, mis leiab palju kasutusvõimalusi.
Me pole veel päris kohal, kuid selliste kujuteldavate masinate toored versioonid on juba olemas. Neid masinaid nimetatakse kiire prototüübi generaatoriteks või kolmemõõtmelisteks printeriteks. Nad võtavad digitaalse teabe objekti mõõtmete ja kuju kohta ning kasutavad neid andmeid töötleja kontrollimiseks, kes loob objekti, kasutades erinevaid materjale. Tavaliselt kasutavad need masinad kergesti vormitavat plasti ja epoksüvaike, kuid põhimõtteliselt võib ükskõik millist materjali kasutada praktiliselt ükskõik millise objekti valmistamiseks.
Milline on selle tehnoloogia olulisus kosmoselendude ja Kuu jaoks? Kuu tagastamise üks peamisi eesmärke on õppida kasutama Kuu materiaalseid ja energiaressursse uute võimete loomiseks. Tänaseks oleme oma tähelepanu pööranud lihtsatele toorainetele, nagu puistekogus (pinnas) ja postide ääres leiduv vesi. Algselt on mõistlik piirata ressursside kasutamise eesmärke lihtsate materjalidega, mis on kasulikud ja suhteliselt massiivsed ning millel on praegu tapja transpordikulud Maalt tarnimisel. Pakkimata regoliidil on palju erinevaid kasutusviise, näiteks varjestus (nt raketi heitgaasipuhurid) kui ka lihtsate pinnakonstruktsioonide toormaterjal.
Kui oleme aga Kuul ja oleme elanud peamiste eluvajadustega, võime hakata katsetama keerukamate toodete valmistamist ja kasutamist. Tegelikult hakkavad Kuu elanikud keerukamaid osi ja esemeid looma just nende juurest, mida nad enda ümber leiavad. Kolmemõõtmelise printimise tehnikad võimaldavad meil avastada, mis muudab elu planeediväliselt lihtsamaks ja produktiivsemaks. Katsetame kohalike materjalide abil seadmete hooldamiseks ja parandamiseks, uute konstruktsioonide ehitamiseks ja lõpuks planeedivälise tootmise alustamiseks.
Kuu asustamise varases staadiumis tuuakse materjalid ja seadmed Maalt. Jätkuva kasutamise korral, eriti karmis kuukeskkonnas, toimuvad purunemised. Ehkki algselt kasutame Maalt pärit varuosi, saab lihtsate keerukate struktuuride jaoks, mida kiiresti vaja, saab kolmemõõtmeline printer teha varuosi, kasutades eelpostist leitud kohalikke ressursimaterjale. Enamik olemasolevaid 3D-printereid Maal kasutavad plastmasse ja nendega seotud materjale (mis on keerulised süsinikupõhised ühendid, enamasti naftatoodetest), kuid mõnes töötlemisel on kasutatud betooni, mida saab Kuul valmistada sõelutud regoliidist ja veest. Lisaks teame ka, et regoliiti saab mikrolainete abil sulatada keraamiliseks, nii et Kuu kiire prototüübi tegemine võib lõpuks leida, et tahkete osakeste osaline sulatamine klaasi on veel üks viis kasulike objektide loomiseks.
Kuu pind on hea materjali- ja energiaallikas, mis on kasulik mitmesuguste objektide loomisel. Mainisin lihtsat keraamikat ja täitematerjale, kuid lisaks sellele on Kuul saadaval mitmesuguseid metalle (sealhulgas raud, alumiinium ja titaan). Räni elektrooniliste komponentide ja päikesepatareide valmistamiseks on Kuul külluslikult. Robotkärude kavandid, mis sulatavad sõna otseses mõttes Kuu regoliidi kohapealse pinna elektrit tootvateks päikesepatareideks, on juba ette kujutatud ja prototüübid. Saame päikeseenergia töökohti Kuule tellida!
Need tehnilised arengud pakuvad mõtlemisvõimalusi. Veel 1940ndatel kujutles matemaatik John von Neumann ette, mida ta nimetas „isereplitseerivateks automaatideks”, väikesteks masinateks, mis saaksid töödelda teavet, et end taas eksponentsiaalse kiirusega reprodutseerida. Huvitaval kombel mõtles von Neumann ise välja idee kasutada selliseid automaate kosmoses, kus nii energia kui ka materjalid on (üsna sõna otseses mõttes) piiramatud. Masin, mis sisaldab teavet ja võimalust ennast paljundada, võib lõppkokkuvõttes olla tööriist, mida inimkond vajab ruumi vallutamiseks. Robotite paljundamise hordid võiksid planeedi ette valmistada koloniseerimiseks ning turvaliste varjupaikade ja elupaikade loomiseks.
Saame Kuul katsetada isereplitseeruvate masinatega, kuna see sisaldab vajalikke materiaalseid ja energiaressursse. Muidugi kasutame lähitulevikus seda uut tehnoloogiat lihtsalt varuosade ja võib-olla lihtsate objektide loomiseks, mis meie arvates täidavad meie otseseid ja utilitaarseid vajadusi. Kuid sellistel asjadel on kombeks areneda kaugelt kaugemale nende esialgsest kavandatud kasutamisest ja sageli sellistes suundades, mida me ei oota; me pole piisavalt targad, et ette kujutada seda, mida me ei tea. Kolmemõõtmelise printimise tehnoloogia muudab Kuu - meie lähima kosmose naabri - asustamise lihtsamaks ja produktiivsemaks. Isegi nüüd on NASA endised loomingulised töötajad leidnud viisi, kuidas see tehnoloogia tasub end ära. Tulevikus võiks nende andeid rakendada ehk selleks, et Kuust saaks inimkonnale teine kodu.
Märkus. Selle postituse alguses olev pilt on Kuu põhjapooluse mudel, mille New Yorgi ülikooli Howard Fink on teinud kolmemõõtmelise printeri ja LRO laserkõrguse kõrguse andmete abil. Mudeli skaala on umbes 30 cm.
