Od svih čuda prikazanih u knjigama i filmovima znanstvene fantastike, jedno od najintrigantnijih je stroj koji stvara sve što trebate ili želite. Jednostavno unesite detaljan plan ili pritisnite gumb za stavke programirane u stroju - birajte okret, stroj zvecka i iskače ono što ste zatražili. Tehnologija nam daje Aladdinovu svjetiljku. Prikladan uređaj koji će pronaći mnoge namjene.
Nismo još uvijek tu, ali grube verzije takvih zamislivih strojeva već postoje. Ti se strojevi nazivaju generatorima "brzog prototipa" ili trodimenzionalni pisači. Oni uzimaju digitalizirane podatke o dimenzijama i obliku predmeta i koriste te podatke za kontrolu izrađivača koji objekt ponovo stvara pomoću različitih materijala. Ti se strojevi obično koriste za oblikovanje plastike i epoksidnih smola, ali u načelu se bilo koji materijal može koristiti za stvaranje gotovo bilo kojeg predmeta.
Koja je važnost ove tehnologije za svemirske letove i Mjesec? Jedan od ključnih predmeta mjesečevog povratka je naučiti kako koristiti materijalne i energetske resurse Mjeseca za stvaranje novih sposobnosti. Do danas smo usredotočili svoju pozornost na jednostavne sirovine poput rastvora u velikoj masi (tla) i vode na polovima. Ima smisla u početku ograničiti ambicije u korištenju resursa na jednostavne i korisne materijale koji su relativno masivni, a koji trenutno imaju troškove transporta ubojica kada se isporuče sa Zemlje. Nagibni regolit ima mnogo različitih primjena, poput zaštite (npr. Raketne ispušne eksplozije) kao i sirovina za jednostavne površinske strukture.
Međutim, nakon što smo na Mjesecu i upoznamo osnovne životne potrebe, možemo početi eksperimentirati s izradom i uporabom složenijih proizvoda. U stvari, stanovnici Mjeseca će početi stvarati složenije dijelove i predmete od onoga što pronađu oko sebe, neposredno ispred svojih vrata. Tehnike trodimenzionalnog tiska omogućit će nam da otkrijemo što čini život izvan planete lakšim i produktivnijim. Eksperimentirat ćemo koristeći lokalne materijale za održavanje i popravak opreme, izgradnju novih struktura i konačno započeti proizvodnju izvan planete.
Tijekom ranih faza lunarnog prebivanja, materijal i oprema donijet će se sa Zemlje. Uz stalnu uporabu, posebno u surovim površinama Mjesečeve površine, doći će do kvarova. Iako ćemo u početku koristiti rezervne dijelove sa Zemlje, za jednostavne jednostavne strukture koje su brzo potrebne, trodimenzionalni pisač može izraditi zamjenske dijelove pomoću lokalnih resursa koji se nalaze u blizini staništa. Većina postojećih trodimenzionalnih pisača na Zemlji koristi plastiku i srodne materijale (koji su složeni spojevi na bazi ugljika, uglavnom dobiveni iz nafte), ali neki su za obradu koristili beton koji se na Mjesecu može napraviti iz prosijanog regolita i vode. Pored toga, također znamo da se regolit može spojiti u keramiku pomoću mikrotalasa, pa će brze aktivnosti prototipiranja na Mjesecu eventualno otkriti da je djelomično otapanje čestica u staklo još jedan način stvaranja korisnih predmeta.
Lunarna površina je dobar izvor materijala i energije korisnih u stvaranju širokog spektra objekata. Spomenuo sam jednostavnu keramiku i agregate, ali osim toga, na Mjesecu su dostupni razni metali (uključujući željezo, aluminij i titan). Silicij za izradu elektroničkih komponenti i solarnih ćelija obiluje na Mjesecu. Dizajni robotskih rovera koji doslovno spajaju gornju površinu lunarnog regolita u solarne ćelije koje proizvode električnu energiju već su zamišljene i prototipirane. Poslove solarne energije možemo dati na Mjesec!
Ovaj tehnički razvoj dovodi do nevjerovatnih mogućnosti. Još u četrdesetim godinama prošlog stoljeća, matematičar John von Neumann zamislio je ono što je nazvao "automatskim umnožavanjem automata", malim strojevima koji mogu obrađivati informacije kako bi se reproducirale u eksponencijalnim brzinama. Zanimljivo je da je i sam von Neumann razmišljao o ideji upotrebe takvih automata u prostoru, gdje su i energija i materijali (prilično doslovno) neograničeni. Stroj koji sadrži informacije i sposobnost reprodukcije mogao bi u konačnici biti alat koji čovječanstvo treba da osvoji. Orde reproduciranja robota mogle bi pripremiti planetu za kolonizaciju, kao i osigurati sigurna utočišta i staništa.
Na Mjesecu možemo eksperimentirati sa samoponovnim strojevima jer sadrži potrebne materijalne i energetske resurse. Naravno, u kratkom roku ovu novu tehnologiju jednostavno ćemo koristiti za stvaranje rezervnih dijelova i možda jednostavnih predmeta za koje ustanovimo da služe našim neposrednim i korisnim potrebama. Ali stvari poput ove navikavaju se razvijati daleko izvan svojih prvobitno predviđenih korištenja, a često u pravcima koje mi ne očekujemo; nismo dovoljno pametni da bismo zamislili ono što ne znamo. Tehnologija trodimenzionalnog tiska učinit će stananje Mjeseca - našeg najbližeg susjeda u svemiru - lakšim i produktivnijim. Čak su i sada kreativni bivši radnici NASA-e pronašli način da se ta tehnologija isplati. U budućnosti bi se možda njihovi talenti mogli primijeniti kako bi Mjesec postali drugi dom čovječanstva.
Napomena: Slika na početku ovog posta je model lunarnog sjevernog pola, izrađen pomoću trodimenzionalnog pisača i LRO laserske altimetrije podataka Howard Fink sa sveučilišta u New Yorku. Ljestvica modela iznosi oko 30 cm.
