美國(guó)NASA計(jì)劃在月球3D打印棲息地，歐洲、俄羅斯、中國(guó)、印度都在行動(dòng)

多年來，圍繞著3D打印建筑的炒作還在持續(xù)增長(zhǎng)，我們看到了世界各地3D打印建筑公司的眾多項(xiàng)目。雖然有一些還有炒作的成分，但真正的技術(shù)價(jià)值也是存在的。對(duì)于太空和月球上的3D打印建筑來說，什么時(shí)候才能展現(xiàn)出價(jià)值，目前還不清楚，但我們不能完全排除這種可能性。

2020年10月12日，南極熊獲悉，美國(guó)NASA資助了一項(xiàng)太空3D打印建筑的計(jì)劃，叫做奧林匹斯項(xiàng)目，目的是開發(fā)一種在月球上進(jìn)行機(jī)器人建筑的方法。奧林匹斯項(xiàng)目的推動(dòng)者是一家建筑3D打印公司——ICON。到目前為止，它從投資者那里獲得了4400萬(wàn)美元（約3億元人民幣）的投資，最近他們從NASA獲得了小企業(yè)創(chuàng)新研究政府合同，使用月球上的材料3D打印棲息地，并且不產(chǎn)生廢物。

ICON、建筑公司BIG、太空初創(chuàng)公司SEArch+將與NASA馬歇爾太空飛行中心合作，探索月球土壤模擬物的增材制造。BIG合伙人Martin Voelkle提出，在月球上3D打印實(shí)現(xiàn)的零浪費(fèi)的可持續(xù)發(fā)展實(shí)踐可以推廣到地球上的建筑中。

Voelkle說："我們已經(jīng)探索了各種理想的建筑形式，并優(yōu)化了對(duì)宇宙和太陽(yáng)輻射的保護(hù)，棲息地的設(shè)計(jì)將具有地外建筑所需的固有冗余性，同時(shí)還將采用突破性的機(jī)器人建造，只使用原地資源，零廢物遺留。"

△圖片由ICON提供

之前，已經(jīng)啟動(dòng)了許多項(xiàng)目來探索在太空中3D打印棲息地的可能性，包括太陽(yáng)能燒結(jié) ，有些努力可以追溯到2014年。在這種情況下，被選為SBIR的企業(yè)可能會(huì)勝任這項(xiàng)任務(wù)。ICON已經(jīng)取得了一些了不起的功績(jī)，比如為美國(guó)軍車3D打印庇護(hù)所，并在墨西哥破土動(dòng)工建設(shè)一個(gè)3D打印社區(qū)。它還在德克薩斯州奧斯汀市為無家可歸者建造了庇護(hù)所。

建立太空棲息地是美國(guó)宇航局更大的 "阿特米斯 "項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目不僅面向2024年讓宇航員登陸月球，還在那里建立了一個(gè)長(zhǎng)期基地。ICON的是否會(huì)成為為人類在月球上持續(xù)存在奠定基礎(chǔ)的項(xiàng)目，我們還不能知道。

在航天方面具有一定實(shí)力的國(guó)家和組織包括歐洲、美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、印度等，這些國(guó)家或者組織都在月球建造基地方面做過研究。
歐洲

2013年歐洲航天局（ESA）與知名的建筑事務(wù)所Foster + Partners合作，開展了一系列研究。最后的研究結(jié)論是：利用月球土壤進(jìn)行3D打印在原則上是可行的。不過，自那時(shí)以來，相關(guān)的研究工作仍在繼續(xù)。

Foster + Partners設(shè)計(jì)了一座可以容納4個(gè)人的月球基地，該基地能夠防范隕石、伽瑪射線和高溫波動(dòng)。 構(gòu)想的建筑方式，是首先構(gòu)建一個(gè)中空的柱狀結(jié)構(gòu)，這樣的話可以從柱子內(nèi)部輸送材料到頂部。從柱子頂部展開一個(gè)可充氣的圓形結(jié)構(gòu)作為屋頂，然后以這個(gè)圓頂作為建筑支撐，由可移動(dòng)的3D打印機(jī)使用月球土壤逐層構(gòu)建，為基地打造一個(gè)防護(hù)殼，以防止宇宙輻射和微流星體的撞擊。

為了以最低限度的“墨水”用量確保足夠的強(qiáng)度，防護(hù)殼被設(shè)計(jì)成類似泡沫的中空封閉的蜂窩結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的幾何形狀接近我們的天然生物系統(tǒng)。不久，該機(jī)構(gòu)還將研究另一種在月球上進(jìn)行3D打印的方法，即聚焦太陽(yáng)光去融化月球的風(fēng)化層，從而構(gòu)建出指定的月上建筑。

但是，這種月球3D打印技術(shù)究竟如何才能打印出完整的月球基地？他們選擇了月球南極沙克爾頓環(huán)形山的邊緣作為月球基地的位置。歐洲航天局為此解釋說，“月球的自轉(zhuǎn)導(dǎo)致太陽(yáng)光以極低的角度掠過其極點(diǎn)。其結(jié)果是沿著沙克爾頓環(huán)形山的邊緣有一個(gè)近乎恒定的“永久光照區(qū)”，并且位于永久陰影區(qū)域旁邊。在這樣的地點(diǎn)建立基地能夠利用其豐富的太陽(yáng)能，最大限度避免在月球其它部分的極端冷熱交替現(xiàn)象�！�


印度

2018年，印度空間研究組織（ISRO）表示正在探索在月球上創(chuàng)建3D打印月球棲息地的可能性。ISRO與NASA，歐洲航天局（ESA）和俄羅斯一道參加了定居地球唯一永久性自然衛(wèi)星的競(jìng)賽。

根據(jù)ISRO的說法，它計(jì)劃在不久的將來在月球表面建造類似冰屋的建筑，并計(jì)劃使用3D打印機(jī)和機(jī)器人利用來自月球的材料建造棲息地。

到目前為止，印度航天局已經(jīng)使用3D打印技術(shù)建造了一個(gè)月球棲息地模型，該模型正在其月球地形測(cè)試設(shè)施中進(jìn)行評(píng)估。據(jù)稱ISRO已經(jīng)為月球結(jié)構(gòu)提出了五種潛在的設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)都將進(jìn)行測(cè)試�！拔覀冇�(jì)劃使用月球作為前哨�！盜SRO衛(wèi)星中心的主任安納杜萊先生說。 “從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，空間站很可能會(huì)被取消。包括美國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家正在考慮在月球上建造更多的永久性建筑。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，我們希望印度能做出貢獻(xiàn)�！�

為了在月球上進(jìn)行施工準(zhǔn)備，ISRO科學(xué)家們還開發(fā)了與其月球土壤非常相似的材料。目前，該機(jī)構(gòu)稱其約有60噸月球模擬物與月球?qū)嶋H土壤匹配度高達(dá)99.6％。當(dāng)然，材料將是建立健全棲息地的關(guān)鍵部分，這將在月球定居點(diǎn)建立時(shí)保持宇航員的安全

中國(guó)

2019年，在一場(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)上，國(guó)家航天局副局長(zhǎng)、探月工程副總指揮吳艷華表示：“嫦娥六號(hào)計(jì)劃在月球南極進(jìn)行采樣返回，到底是月背還是正面，要根據(jù)嫦娥五號(hào)的采樣情況來確定。嫦娥七號(hào)是在月球南極一次綜合探測(cè)，包括對(duì)月球的地形地貌、物質(zhì)成份、空間環(huán)境進(jìn)行一次綜合探測(cè)任務(wù)。嫦娥八號(hào)除了繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)探測(cè)試驗(yàn)以外，還要進(jìn)行一些關(guān)鍵技術(shù)的月面試驗(yàn)。 中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯和歐洲等國(guó)家都在論證，要不要在月球建立一個(gè)科研基地，或者科研站，比如說采用3D打印技術(shù)，能不能在月亮上利用月壤建房子等，我們要通過嫦娥八號(hào)驗(yàn)證部分技術(shù)，為以后各國(guó)一起共同構(gòu)建月球科研基地，做一些前期探索�！�

俄羅斯

2020年，俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)報(bào)道，俄羅斯科技委員會(huì)負(fù)責(zé)人、前景研究基金會(huì)副總裁達(dá)維多夫表示，該基金會(huì)聯(lián)合俄羅斯航天集團(tuán)公司開始開發(fā)太空3D打印機(jī)，將在國(guó)際空間站對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，未來計(jì)劃用于打印太空的大型建筑、月球和火星基地的元件。

“我們聯(lián)合莫斯科中央科研工藝研究所開始增材技術(shù)領(lǐng)域的工作，將制造3D打印機(jī)，以便在太空空間條件下工作，并為其確定任務(wù)。計(jì)劃展示者將在國(guó)際空間站上測(cè)試打印機(jī)，而未來將這些設(shè)備用于打印軌道上太空設(shè)備的元件�！�

他表示，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，正在考慮使用3D打印機(jī)制作月球和火星基地建筑的可能。