От всички чудеса, изобразени в книги и филми за научна фантастика, едно от най-интригуващите е машината, която прави всичко, което ви трябва или желаете. Просто въведете подробен план или натиснете бутона за програмираните в машината елементи - наберете въртене, машината бръмчи и изскача това, което сте поискали. Технологията ни дава лампата на Аладин. Удобно устройство, което ще намери много приложения.
Все още не сме съвсем там, но вече съществуват груби версии на такива въображаеми машини. Тези машини се наричат генератори за бърз прототип или триизмерни принтери. Те вземат дигитализирана информация за размерите и формата на даден обект и използват тези данни, за да контролират производител, който пресъздава обекта, използвайки различни материали. Обикновено тези машини използват лесни за формоване пластмаси и епоксидни смоли, но по принцип всеки материал може да се използва за създаване на почти всеки обект.
Какво е значението на тази технология за космическия полет и за Луната? Един от ключовите обекти на лунното завръщане е да се научим как да използваме материалните и енергийните ресурси на Луната за създаване на нови възможности. Към днешна дата сме насочили вниманието си към прости суровини като насипния реголит (почва) и водата, намираща се на полюсите. Има смисъл първоначално да ограничим амбициите си за използване на ресурси до прости материали, които са едновременно полезни и сравнително големи, които в момента имат тези убийствени транспортни разходи, когато са доставени от Земята. Насипният реголит има много различни приложения, като екраниране (напр. Ракетни взривни газове), както и суровина за прости повърхностни конструкции.
Въпреки това, след като сме на Луната и срещнем основните потребности от живота, можем да започнем да експериментираме с изработката и използването на по-сложни продукти. В действителност жителите на Луната ще започнат да създават по-сложни части и предмети от това, което намерят около тях, точно пред вратата си. Техниките на триизмерния печат ще ни позволят да открием какво прави живота извън планетата по-лесен и по-продуктивен. Ще експериментираме, използвайки местните материали за поддръжка и ремонт на оборудване, изграждане на нови структури и накрая ще започнем производство извън планетата.
По време на ранните етапи на лунното обитаване материал и оборудване ще бъдат донесени от Земята. При продължителна употреба, особено в суровата лунна повърхностна среда, ще се получат разрушения. Въпреки че първоначално ще използваме резервни части от Земята, за прости неусложнени структури, които са необходими бързо, триизмерен принтер може да направи резервни части, като използва материали от местни ресурси, намиращи се в близост до отхода. Повечето съществуващи триизмерни принтери на Земята използват пластмаси и свързани материали (които са сложни съединения на въглеродна основа, получени предимно от петрол), но при някои обработки е използван бетон, който може да бъде направен на Луната от пресят реголит и вода. В допълнение, ние също така знаем, че regolith може да се слее в керамика с помощта на микровълни, така че бързото прототипиране на Луната може в крайна сметка да установи, че частичното стопяване на прахови частици в стъкло е друг начин за създаване на полезни предмети.
Лунната повърхност е добър източник на материал и енергия, полезни за създаване на голямо разнообразие от обекти. Споменах проста керамика и агрегати, но в допълнение, на Луната се предлагат различни метали (включително желязо, алуминий и титан). Силиций за изработка на електронни компоненти и слънчеви клетки е в изобилие на Луната. Проекти за роботизирани роувъри, които буквално сливат горната повърхност на мястото на лунния реголит в слънчеви клетки, произвеждащи електричество, вече са били представени и прототипирани. Можем да възлагаме работа на слънчевата енергия на Луната!
Тези технически разработки водят до умопомрачителни възможности. Още през 40-те години на миналия век математикът Джон фон Нойман си представяше това, което нарича „самовъзпроизвеждащи се автомати“, малки машини, които могат да обработват информация, за да се възпроизвеждат с експоненциални темпове. Интересното е, че самият фон Нойман мисли за идеята да се използват такива автомати в космоса, където и енергията, и материалите са (съвсем буквално) неограничени. Машината, която съдържа информацията и способността да се възпроизвежда, в крайна сметка може да бъде инструментът, от който човечеството се нуждае, за да „завладее“ пространството. Орди от възпроизвеждащи роботи биха могли да подготвят планета за колонизация, както и да осигурят сигурни убежища и местообитания.
Можем да експериментираме на Луната със самовъзпроизвеждащи се машини, защото съдържа необходимите материални и енергийни ресурси. Разбира се, в краткосрочен план ние просто ще използваме тази нова технология за създаване на резервни части и може би прости предмети, които намираме, че обслужват нашите непосредствени и утилитарни нужди. Но такива неща имат навика да се развиват далеч от първоначалната им предвидена употреба и често в посоки, които не очакваме; не сме достатъчно умни да си представим това, което не знаем. Технологията на триизмерния печат ще направи обитаването на Луната - най-близката ни съседка в космоса - по-лесно и по-продуктивно. Дори сега творческите бивши служители на НАСА са намерили начин да накарат тази технология да се отплати. В бъдеще може би техните таланти биха могли да бъдат приложени за превръщането на Луната във втори дом на човечеството.
Забележка: Изображението в началото на този пост е модел на лунния северен полюс, направен с помощта на триизмерен принтер и данни за лазерна алтиметрия на LRO от Хоуърд Финк от Нюйоркския университет. Мащабът на модела е около 30 см напречен.
