3D打印如何让火星生活成为可能

三分之一的城市居民——大约1.60亿人——到2025年可能难以获得像样的住房. 经济实惠的明智选择, 宜居的结构, 无论是在陆地上还是在太空中, 对社会和未来的探索都至关重要. 如果我们展示给你看呢, 如何使用3D打印, 雅各布斯和美国宇航局可以建造可居住的前哨基地, 在最偏远的地方,甚至可能是离家更近的地方?

火星3D打印住宅

I大卫·鲍伊的这首热门歌曲已经过去48年了, 《首页》开始在电视广播中播放, 但问题在它的合唱, “火星上有生命吗??仍然是一种流行文化和科学现象.

支持未来的火星探索, 它的过去和其他遥远的空间位置依赖于设计和建造宇航员在火星表面生活和工作的可居住场所. 究竟, 随着人口激增,我们对住房和首页的需求正迅速超过能力. 麦肯锡全球研究所的估计 项目 到2025年,大约是1.生活在城市的60亿人可能难以获得体面的住房.

但如果我们向你展示雅各布斯和NASA的科学家是如何探索行星栖息地的制造和组装技术的呢, 例如3D打印, 开发实用的选择, 无论是在陆地上还是在太空中,经济实惠且灵活的结构都能够蓬勃发展?

如果我们展示给你看呢?

60+%

估计节省了从地球发射的材料  

1/5

1天的建设vs. 传统的5

B能够3D打印我们需要的任何结构或部件, 使用原产资源制成的原料, 使我们能够独立于地球, 这样我们就可以发展我们自己的地面首页,并根据需要制造我们自己的备件. 另外, 无论我们能在行星表面生产什么,都不需要从地球发送,而且将节省发射这些材料的时间和成本——这对NASA来说是一个改变游戏规则的事情.

詹妮弗Edmunson
雅各布斯地质学家和太空制造工程师

设计空间

三维可视化

A 单程火星之旅需要宇航员6到9个月的时间,一旦他们到达, 需要有适合他们居住的地方. 考虑到到达火星需要的时间, 而且,一旦进入太空,宇航员们就不能把去商店购买补给添加到他们的任务清单中, 3D打印正在探索以前认为不可能的选择.

为修路做准备, 地球上的护堤和构筑物, 雅各布斯和美国宇航局太空制造团队的成员乔治C. 位于亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心(MSFC), 阿拉巴马州正在对3D打印机进行实验,并将其用于一种被称为“添加结构”的过程.

就像其他添加过程一样, 添加剂建设 首先,将一个零件的计算机几何模型转化为一组3D打印机的打印指令. 然后, 结构是打印出来的, 一层一层地, 使用定义的坐标和打印参数.

在设计这些结构时, 我们团队的首要任务之一是研究地球的土壤化学, 矿物学与地质力学性质——开发建筑材料的关键, 从原地资源, 能够抵御火星寒冷的植物, 缺乏空气和生锈的沙漠表面. 这些研究将有助于设计出能够提供辐射和弹道保护的结构,并在低压环境下最大限度地提高结构支持.

据估计,3d打印首页和当地材料的使用将减少从地球运输的材料数量的60%到90%, 通过使用更少的材料和产生更少的废物,大大降低建筑成本和时间,甚至减少对环境的影响. 该团队已经成功利用火星模拟物制造水泥建筑材料,他们希望有一天, 经过更多的研究进入实力, 氧化障碍, 辐射屏蔽潜力和更多, 他们将能够使用3D打印技术建造整个前哨基地.

远离尘世的科技,离家更近

W而在这颗红色星球上建造3D打印首页的想法是非常酷的, 添加剂施工技术的起源更有根据. 雅各布斯甚至在这项技术进入其他市场时提供帮助, 比如军事应用,州和地方政府.

对于更广泛的社会来说,利用增材建筑来解决地球上迫在眉睫的问题的潜力, 比如住房危机, 尤其令人兴奋的. 近 3000万U.S. 家庭 面临以下一个或多个问题:成本负担,过度拥挤和空间不足. 在世界范围内, 而发展中国家的大城市一直在以每年接近5%的速度增长, 贫民窟和棚户区的增长速度几乎是这个数字的两倍.

加法结构适应性强,可按需使用,可用于各种设置. 这项技术可以让简单的军事基地住房在一天内建成, 而不是典型的五种. 目前在美国的家庭.S. 需要半年以上的时间来建造. 3D打印成本更低, using just half the material used for typical builds; and it also requires fewer personnel – which could free up more time to build additional structures to help bridge the housing gap.

最近,在雅各布斯的支持下,美国宇航局的MSFC空间制造团队的成员开发了一种 全尺寸增材施工系统 为你.S. 美国陆军工兵部队(COE)研究实验室在Champaign,伊利诺伊州. COE和美国.S. 夏威夷州有兴趣使用这项技术来减少从大陆进口材料的需求. 想象一下,在面对美国所面临的问题时,这项技术能取得怎样的成就.S.道路和供水系统等传统首页.

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