De wereld blijft de historische landing van het Chinese ruimtevaartuig Chang'e-4 op 3 januari aan de andere kant van de maan vieren. Vorige maand kondigde het Celestial Empire ook zijn verdere plannen aan voor de ontwikkeling van een aardse satelliet. Binnen hun kader wordt de verzending van drie missies verwacht, die de basis zullen moeten leggen voor de start van de bouw van een maanbasis. De kolonisatie van de maan en andere planeten in het zonnestelsel is altijd een onderwerp van inspiratie geweest. Technologische vooruitgang en de ontdekking van aanzienlijke waterreserves dichter bij de maanpolen hebben dit idee des te overtuigender gemaakt. Maar hoe dicht staat China bij de daadwerkelijke implementatie van dit idee?
Als we alleen spreken vanuit het oogpunt van de momenteel beschikbare technologieën, dan kan het Hemelse Rijk nu beginnen met de bouw van een maanbasis, volgens het Space.com-portaal. Maar blijkbaar is niet alles zo eenvoudig.
Eerste maanbasis
De eerste maanbasis zal hoogstwaarschijnlijk een onbewoond station zijn, waar alle werkzaamheden aan zullen worden uitgevoerd door robots. Het zal lijken op hoe de magazijnrobots van Amazon, die het in grote hoeveelheden gebruikt, werken. De oprichting van een volledig autonoom robotstation zal de infrastructuur leggen die van vitaal belang zal zijn voor degenen die later naar de maan zullen vliegen met één doel: hier blijven.
De maanomgeving is een ruimtevacuüm, extreem lage en hoge temperaturen, zonnestraling en andere omstandigheden die duidelijk ongeschikt zijn voor mensen. We weten nog steeds niet veel over wat voor effect een lang verblijf in zijn omgeving kan hebben op het menselijk lichaam. Toch krijgen sommige vragen, dankzij dezelfde actieve acties van China, al antwoorden.
De katoenzaden die samen met de Chang'e 4-missie naar de maan werden gestuurd, gaven groei. Dit is de eerste keer in de geschiedenis dat er een plant op de maan is gekweekt. En dit geval opent de weg naar de mogelijkheid om voedsel te verbouwen op een satelliet van de aarde in een maanbasis, om te voorzien in de voedselbehoeften van de kolonisten.
Promotie video:
Afgezien van milieuproblemen, zal het bouwen van een maanbasis niet veel verschillen van het bouwen van het eerste booreiland in de oceaan. Het is noodzakelijk om een verkenning van het gebied uit te voeren (in ons geval bodemmonsters verzamelen en analyseren), haalbaarheidsstudies uit te voeren en ook de logistiek van het leveren van omvangrijke goederen te regelen. Alles, je kunt vliegen.
China heeft de eerste stap in deze keten al gezet - het is bezig met verkenning van het gebied. Als we het hebben over waar precies de basis zal worden gebouwd, dan is op dit moment de meest veelbelovende optie om een woning net onder het maanoppervlak te bouwen. Het is heel eenvoudig: het bouwen van een ondergrondse woning en infrastructuur zal hen beschermen tegen de barre oppervlaktecondities van de maanomgeving.
Zonder ergens 3D-printen
Van alle momenteel beschikbare technologieën voor het bouwen van een maanbasis, is 3D-printtechnologie de meest effectieve en veelbelovende optie. Op aarde heeft 3D-printen zijn waarde al bewezen en heeft het met succes voet aan de grond gekregen in de bouw-, auto-, lucht- en ruimtevaart-, medische en militaire industrieën, waardoor zowel de productiekosten als het afval worden verminderd.
De technologie wordt elk jaar beter, er worden nieuwe methoden voor 3D-printen ontwikkeld. Dit alles toont duidelijk aan dat 3D-printen een revolutionaire methode zal zijn om de moeilijkste technische problemen op te lossen.
Additive manufacturing zal zeer actief worden gebruikt bij het creëren van buitenaardse kolonies. Er is geen twijfel over mogelijk. China is bijvoorbeeld van plan om 3D-printtechnologie niet alleen in het maanstation te gebruiken, maar ook daarbuiten. Met 3D-printen kunt u niet alleen huishoudelijke artikelen en benodigdheden maken (mokken, lepels, vorken, borden, meubels, enzovoort), maar ook de onderdelen die nodig zijn om het station te repareren.
3D-printen in de ruimte is geen gemakkelijke taak. Het vereist de ontwikkeling van nieuwe technologieën waarmee het in de verminderde zwaartekracht van de maan kan werken. Er is behoefte aan de ontwikkeling van 3D-printers die objecten en objecten in het vacuüm van de ruimte kunnen printen.
Er zijn nieuwe materialen nodig
Experimenten aan boord van het International Space Station hebben aangetoond dat sommige terrestrische materialen hun eigenschappen in de ruimte kunnen veranderen. We hebben het bijvoorbeeld over glasvezel. Met andere woorden, materialen die al dan niet effectief zijn op aarde, kunnen ineffectief of zeer effectief worden op de maan.
Welke materiaalingenieurs ook uiteindelijk kiezen voor 3D-printen voor gebruik in de zwaartekracht van de maan, moet bestand zijn tegen de omgeving waarin het zal worden gebruikt. De ontwikkeling van dergelijke materialen is cruciaal. Wetenschappers realiseren zich dit en proberen dit probleem stap voor stap op te lossen. Zo werken onderzoekers in Duitsland aan hoe je met metaaldeeltjes 3D-printen in de ruimte mogelijk kunt maken. NASA toonde ook zijn 3D-printmogelijkheden in de ruimte. Rusland loopt overigens ook op dit gebied niet achter. In 2017 presenteerde het bedrijf TETA een prototype van een 3D-printer met elektronenstraal voor metaal, die volgens de ontwikkelaars ook op de maan kan worden gebruikt.
We hebben al gezien hoe 3D-printers hele huizen op aarde kunnen printen. Over het algemeen zal een vergelijkbare benadering, in combinatie en gebruik van kant-en-klare onderdelen, waarschijnlijk worden toegepast om een maanbasis te creëren. We hebben vaak voorbeelden gezien van hoe dergelijke bases eruit kunnen zien. Hetzelfde NASA-bureau houdt bijvoorbeeld al jarenlang wedstrijden voor 3D-printtechnologieën voor huizen op andere planeten.
Leven op de maan
We hebben alleen technische kwesties genoemd die verband houden met het creëren van een maanbasis. Het is ook belangrijk om problemen op te lossen die verband houden met het menselijk leven op de maan. Het is nodig om erachter te komen of een persoon lange tijd in een ruimteomgeving kan blijven en hoe dit de menselijke fysiologie tot op cellulair niveau zal beïnvloeden. Helaas is onze kennis op dit gebied nog onvoldoende. Er is veel extra experimenteren en onderzoek nodig.
We hebben al ontdekt dat menselijke organen, weefsels en cellen erg gevoelig zijn voor zwaartekracht, maar hoe deze cellen functioneren en hoe ze regenereren in de ruimte is nog een raadsel. Wat gebeurt er met iemand als hij ziek wordt? Zal de aardse geneeskunde in dit geval effectief zijn? Als mensen op de maan willen gaan leven, moeten al deze fundamentele vragen worden beantwoord.
Als we het hebben over recentere vooruitzichten, dan zal de belangrijkste rol bij het ondersteunen van langdurige maanmissies en kolonisatie de technologieën van driedimensionaal bioprinting en robotchirurgie spelen. Beweging in deze richtingen is al aan de gang. Zo testte het Russische bedrijf 3D Bioprinting Solutions onlangs met succes 's werelds eerste 3D-bioprinter voor het werken in microzwaartekracht.
Nikolay Khizhnyak
