Von allen Wundern, die in Science-Fiction-Büchern und -Filmen dargestellt werden, ist eines der faszinierendsten die Maschine, die alles herstellt, was Sie brauchen oder wünschen. Geben Sie einfach einen detaillierten Plan ein oder drücken Sie die Taste für die in der Maschine programmierten Elemente - die Drehknöpfe drehen sich, die Maschine summt und gibt das gewünschte Ergebnis aus. Die Technologie gibt uns Aladdins Lampe. Ein handliches Gerät, das viele Anwendungen finden wird.
Wir sind noch nicht ganz da, aber es gibt bereits grobe Versionen solcher vorgestellten Maschinen. Diese Maschinen werden als "Rapid Prototype" -Generatoren oder dreidimensionale Drucker bezeichnet. Sie erfassen digitalisierte Informationen über die Abmessungen und die Form eines Objekts und steuern anhand dieser Daten einen Hersteller, der das Objekt unter Verwendung verschiedener Materialien neu erstellt. Typischerweise verwenden diese Maschinen leicht zu formende Kunststoffe und Epoxidharze, aber im Prinzip kann jedes Material verwendet werden, um praktisch jedes Objekt herzustellen.
Welche Bedeutung hat diese Technologie für die Raumfahrt und für den Mond? Eines der Hauptziele der Mondrendite ist es, zu lernen, wie man die materiellen und energetischen Ressourcen des Mondes nutzt, um neue Fähigkeiten zu erschaffen. Bisher haben wir uns auf einfache Rohstoffe wie Regolith (Erde) und das Wasser an den Polen konzentriert. Es ist sinnvoll, unsere Bestrebungen hinsichtlich der Ressourcennutzung zunächst auf einfache Materialien zu beschränken, die sowohl nützlich als auch relativ massiv sind und bei Lieferung von der Erde derzeit die höchsten Transportkosten verursachen. Schüttgut-Regolith hat viele verschiedene Verwendungszwecke, wie z. B. Abschirmung (z. B. Raketenabgas-Bermen) sowie Rohmaterial für einfache Oberflächenstrukturen.
Sobald wir jedoch auf dem Mond sind und die Grundbedürfnisse des Lebens erfüllt haben, können wir damit beginnen, mit der Herstellung und Verwendung komplexerer Produkte zu experimentieren. In der Tat werden die Bewohner des Mondes beginnen, kompliziertere Teile und Gegenstände aus dem, was sie um sich herum finden, direkt vor ihrer Tür zu erschaffen. Mit den Techniken des dreidimensionalen Drucks können wir entdecken, was das Leben außerhalb des Planeten einfacher und produktiver macht. Wir werden mit den lokalen Materialien experimentieren, um die Ausrüstung zu warten und zu reparieren, neue Strukturen zu bauen und schließlich mit der Herstellung außerhalb des Planeten zu beginnen.
In den frühen Stadien der Mondbewohner werden Material und Ausrüstung von der Erde gebracht. Bei fortgesetzter Verwendung, insbesondere unter rauen Mondbedingungen, treten Störungen auf. Obwohl wir zunächst Ersatzteile von der Erde verwenden werden, kann ein dreidimensionaler Drucker für einfache, unkomplizierte Strukturen, die schnell benötigt werden, Ersatzteile aus lokalen Rohstoffen in der Nähe des Außenpostens herstellen. Die meisten 3D-Drucker auf der Erde verwenden Kunststoffe und verwandte Materialien (komplexe Verbindungen auf Kohlenstoffbasis, die zum größten Teil aus Erdöl gewonnen werden). Bei einigen Prozessen wurde jedoch Beton verwendet, der auf dem Mond aus gesiebtem Regolith und Wasser hergestellt werden kann. Darüber hinaus wissen wir auch, dass Regolith mithilfe von Mikrowellen zu Keramik verschmolzen werden kann, sodass bei schnellen Prototyping-Aktivitäten auf dem Mond möglicherweise festgestellt wird, dass das teilweise Schmelzen von Partikeln zu Glas eine weitere Möglichkeit ist, nützliche Objekte zu erstellen.
Die Mondoberfläche ist eine gute Quelle für Material und Energie, um eine Vielzahl von Objekten zu erschaffen. Ich erwähnte einfache Keramiken und Aggregate, aber zusätzlich gibt es auf dem Mond eine Vielzahl von Metallen (einschließlich Eisen, Aluminium und Titan). Silizium für die Herstellung von elektronischen Bauteilen und Solarzellen ist auf dem Mond in Hülle und Fülle vorhanden. Entwürfe für Roboter-Rover, die die Oberfläche des Mond-Regoliths buchstäblich zu stromproduzierenden Solarzellen verschmelzen, wurden bereits vorgestellt und prototypisiert. Wir können Aufträge für Solarenergie an den Mond auslagern!
Diese technischen Entwicklungen führen zu erstaunlichen Möglichkeiten. In den 1940er Jahren stellte sich der Mathematiker John von Neumann vor, was er als "selbstreplizierende Automaten" bezeichnete, kleine Maschinen, die Informationen verarbeiten konnten, um sich mit exponentiellen Geschwindigkeiten zu reproduzieren. Interessanterweise dachte von Neumann selbst über die Idee nach, solche Automaten im Raum einzusetzen, wo sowohl Energie als auch Materialien (buchstäblich) unbegrenzt sind. Eine Maschine, die Informationen enthält und sich selbst reproduzieren kann, kann letztendlich das Werkzeug sein, das die Menschheit benötigt, um den Raum zu „erobern“. Horden von sich fortpflanzenden Robotern könnten einen Planeten auf die Kolonialisierung vorbereiten sowie sichere Häfen und Lebensräume bieten.
Wir können mit sich selbst replizierenden Maschinen auf dem Mond experimentieren, weil er die notwendigen Material- und Energieressourcen enthält. In naher Zukunft werden wir diese neue Technologie natürlich einfach nutzen, um Ersatzteile und möglicherweise einfache Objekte zu erstellen, die unseren unmittelbaren und nützlichen Bedürfnissen entsprechen. Aber solche Dinge haben die Angewohnheit, sich weit über ihre ursprünglich vorgesehene Verwendung hinaus zu entwickeln, und oft in Richtungen, die wir nicht erwarten. wir sind nicht schlau genug, uns vorzustellen, was wir nicht wissen. Die Technologie des dreidimensionalen Drucks wird die Besiedlung des Mondes - unseres nächsten Nachbarn im Weltraum - einfacher und produktiver machen. Bereits jetzt haben kreative ehemalige NASA-Mitarbeiter einen Weg gefunden, diese Technologie zum Erfolg zu führen. In Zukunft könnten ihre Talente vielleicht eingesetzt werden, um den Mond zu einer zweiten Heimat der Menschheit zu machen.
Hinweis: Das Bild am Anfang dieses Beitrags ist ein Modell des Mondnordpols, das mit einem dreidimensionalen Drucker und LRO-Laseraltimetriedaten von Howard Fink von der New York University erstellt wurde. Der Maßstab des Modells beträgt ca. 30 cm.
