Компания из Америки AI SpaceFactory анонсировала первую совместную разработку со специалистами Космического центра NASA — проект лунного аванпоста LINA (Lunar Infrastructure Asset). Цель его создания заключается в обеспечении необходимых условий для длительного пребывания людей на Луне.

LINA — первый шаг к колонизации Луны

Местом для возведения аванпоста станет окраина кратера Шеклтона, который расположен на южном полюсе Луны. Оно выбрано неспроста — здесь наблюдается практически неиссякаемый световой поток, который сможет обеспечить людей необходимой солнечной энергией. Воду планируется добывать из затененных кратерных областей, в которых образуется лед из-за невозможности проникновения света.

Согласно проекту, возведенная конструкция будет служить астронавтам поддержкой в лунных миссиях. Она станет местом для долгосрочного проживания людей и стартовой площадкой для отправления на другие планеты. На базе будет предусмотрено место для размещения космического корабля для выполнения исследований, телекоммуникационных сооружений. Для расположения людей аванпост оборудуют жилыми модулями.

Фото:
Ультратонкая оболочка LINA поддерживает защитную толщу реголита толщиной 2,7 метра, в результате чего получается легкая, оптимизированная по массе конструкция, защищающая от смертоносного космического излучения

LINA рассчитана на укрытие корабля для космических исследований, телекоммуникационных устройств и жилых модулей. Ультратонкая оболочка LINA поддерживает защитную толщу реголита толщиной 2,7 метра, в результате чего получается легкая, оптимизированная по массе конструкция, защищающая от смертоносного космического излучения.

Структурный проект состоит из трех отдельно стоящих блоков с общим внутренним двором и фотоэлектрическим деревом для аккумулирования световой энергии. Габариты каждого модуля составят 75м2, а размеры центральной площадки — 90 м2. При этом высота печатного сооружения будет составлять 5м, длина и ширина — 9,4 и 8 м соответственно.

Особенности строительства LINA

База Lunar Infrastructure Asset будет возведена с помощью 3D-печати автономными роботизированными системами. Объект создадут с помощью напечатанных конструкций — полукруглых арок. Несмотря на минимальный объем используемого материала при печати, они будут выдерживать максимальные сжимающие нагрузки. Арки планируют покрыть толстой оболочкой лунного реголита (грунта) — 2,7 метра. Такие меры необходимы, чтобы защитить людей от повышенной радиации, мелких метеоритов, сейсмоактивности на Луне, температурных скачков и других неблагоприятных факторов.

Для строительства LINA планируется использовать высокоэффективную смесь, состоящую из лунного реголита и полимерного связующего, добытого с Земли. Для минимизации веса полимера, доставляемого с земной поверхности, ученые изучили различные конфигурации оболочек, приняв параболическое сечение для сохранения нагрузки на сжатие. По результатам экспериментов специалисты сделали вывод, что оптимальное соотношение между массой и несущей способностью удастся достигнуть за счет использования тонких оболочек с ребром жесткости, расположенным по диагонали.

LINA рассчитана на укрытие корабля для космических исследований, телекоммуникационных устройств и жилых модулей

В отличие от работы обычных принтеров, которые печатают каждый слой параллельно земле, аванпост планируется напечатать под углом в 60 градусов — это позволит создать непрерывную сводчатую крышу. Предварительно подготовленная берма из реголита будет выполнять опцию наклонной печатной основы, чтобы поддержать начальные слои.  Для предотвращения деформации материала при остывании и улучшения его адгезии с печатным реголитовым слоем в берму планируется вставить многоразовые подхваты. После приобретения крышей формы за печатающим экструдером запустят мобильный экскаватор для покрытия аванпоста защитным составом. Конструкция будет отличаться изяществом, округлыми формами для лучшей интеграции в ландшафт Луны.

Технологии и материалы для печати

Для строительства аванпоста специалисты AI SpaceFactory продвигают разработку специальной системы трехмерной печати в экстремальных условиях космоса. Она способна работать в полном отсутствии кислорода в широком температурном диапазоне: от +70 до -170 градусов. В партнерстве с NASA по такой печатной системе уже создан первый прототип. Его тестируют в Космическом центре Кеннеди в специальной камере, в которой имитированы все условия южного полюса Луны.

Для производства арок конструкции AI SpaceFactory создал специальный полимерный композитный материал. С его помощью возможно возвести сооружение со стойкой и долговечной структурой для поддержки длительного и комфортабельного проживания людей на Луне. Специалисты AI SpaceFactory изготовили материал для трехмерной печати в космосе из лунного стимулятора ВР-1. Его синтезировали в Лаборатории гранулярной механики с реголитом NASA. В дальнейшем он прошел статические тестирования на выдавливание в условиях вакуума.

Вперед в будущее — о долгосрочных планах

Будущее связано с расширением «горизонтов» — планированием ведения исследовательской деятельности на отдаленных планетах, которые находятся дальше Луны. Разработчики аванпоста LINA считают, что база впоследствии станет технологическим и архитектурным подспорьем для освоения новых территорий. Долговечность конструкции в полвека наряду с ее функциональностью поможет справиться с этими задачами. «Благодаря большим габаритам аванпоста в нем возможно размещение герметичного пилотируемого ровера, например, Space Exploration Vehicle, установок для телекоммуникации, жилых модулей», — прокомментировали специалисты команды.

Основная функция LINA заключается в защите астронавтов и критически важных активов миссии от опасностей, таких как воздействие галактического космического излучения, солнечные частицы, лунотрясения и удары микрометеоритов

Аддитивные технологии скоро шагнут далеко за пределы земного шара — 3D-печать станет основой для создания инфраструктуры для исследования Луны и различных планет солнечной системы. Благодаря ей будет возможно защитить космонавтов от агрессивных воздействий и условий жилыми модулями, обеспечить посадочными площадками, инструментом и запасными частями.

Если все пойдет по плану, в течение нескольких лет будет запущено строительство базы на Луне на «Пике вечного света». Время покажет, удастся ли компании AI SpaceFactory совместно с NASA реализовать представленный проект. Однако уже есть все предпосылки к успеху. К тому же, в мире есть и другие компании, которые интересуются применением 3D-технологий для колонизации Луны.

Источник