Mars Habitat Team

Undergraduate researchers Juliet Freudman and William Jeang pictured in their lab along with the Mars Habitat Team lab pictured on Friday, Nov., 16, 2018, in Evanston. (Photo by Joel Wintermantle) PhD student Matthew Troemner with Mars robot

Stampa 3D su Marte: creazione di habitat con materiali realistici

Nelle recenti pubblicazioni sull’approvvigionamento di materiali marziani Propel Earth Opportunità di costruzione , gli autori Matthew Troemner e Gianluca Cusatis affrontano il tema attuale e affascinante della colonizzazione di Marte. Dipingendo un’immagine molto realistica di come sarebbe arrivare lì, Troemner e Cusatis spiegano che nella desolazione virtuale, gli astronauti dovrebbero portare con sé quasi tutte le necessità. E mentre regolith sarebbe disponibile come materiale da costruzione, ovviamente non c’è molto altro; in effetti, è promettente che la regolite in sé è disponibile in quanto potrebbe rivelarsi estremamente preziosa. Ci sono anche abbondanti riserve di composti di zolfo.

Con l’idea che i visitatori di Marte rimarranno per lunghi periodi piuttosto che solo per un lungo weekend, i ricercatori si rendono conto che ci deve essere il vero potenziale per un “habitat esteso”. In linea con l’ideale della NASA 3D Printed Habitat Challenge , affermano anche che un habitat dovrebbe essere in grado di resistere agli elementi per un anno (365 giorni — un anno terrestre). Ciò significa considerazione del peso proprio e del differenziale di pressione, necessità di durata indefinita e considerazione di eventi imprevisti e talvolta negativi, come il fuoco. È inoltre necessario prendere in considerazione:

Venti marziani
Accumulo di dune di sabbia
Ondulazione termica
Prestazioni di impatto con meteorite

“Con tale durata, le strutture abitative saranno probabilmente il componente edilizio più sostanziale e, quindi, critico per l’ utilizzo delle risorse locali o in situ “, hanno detto i ricercatori.

Regolith significa che gli astronauti hanno a portata di mano un materiale simile alla sabbia, fatto principalmente di biossido di silicio, insieme a ossidi di ferro e ossido di alluminio. Dopo di ciò arrivano ossido di calcio, ossido di magnesio, triossido di zolfo, ossido di sodio e minerali in traccia. Ancora più interessante, tuttavia, è il concetto secondo il quale all’arrivo, i robot autonomi, che non hanno alcuna utilità per la loro nave spaziale, potrebbero riciclare le parti e i materiali in risorse di costruzione.

Tornando a regolith, tuttavia: la stampa 3D dovrebbe essere pienamente praticabile in quanto non ha bisogno di leganti aggiunti per la costruzione. Gli autori sottolineano che è molto dispendioso dal punto di vista energetico, con temperature superiori a 1.100 ° C richieste. Il calcestruzzo allo zolfo può “rappresentare un nuovo caso d’uso”, tuttavia, poiché si trova in una fornitura così buona. I ricercatori ci ricordano anche che sulla Terra il calcestruzzo di zolfo non è molto utile a causa della debolezza intrinseca, della mancanza di resistenza al fuoco e degli odori. Su Marte, tuttavia, queste caratteristiche sono fortemente ridotte al minimo.

Per la stampa 3D, il “marscrete” dovrebbe promuovere la stampa 3D su larga scala per un habitat planetario. Questo materiale è completamente dipendente dalla temperatura, con il flusso di zolfo e regolite riscaldato e quindi miscelato.

“Tale materiale si deposita facilmente; tuttavia, non mantiene bene la sua forma fino a quando non si sviluppa uno strato esterno di materiale solidificato ”, affermano i ricercatori. “Poche risorse in situ possono essere aggiunte per affrontare questo problema; tuttavia, tirare dall’astronave può essere una soluzione. “

I ricercatori universitari Juliet Freudman e William Jeang raffigurati nel loro laboratorio insieme al laboratorio del Mars Habitat Team nella foto di venerdì 16 novembre 2018 a Evanston. (Foto di Joel Wintermantle) Dottorando Matthew Troemner con robot Mars

La costruzione richiederà sostanziali processi di automazione insieme a un innovativo (letteralmente) nuovo utilizzo dei materiali.

Estrusione di calcestruzzo di zolfo con aggregato di basalto e fibre di LDPE

“Nonostante gli alti titoli delle future colonie marziane, la tecnologia e i materiali attualmente in fase di sviluppo potrebbero svolgere un ruolo ancora prima, e maggiore, qui sulla Terra”, concludono i ricercatori.

L’argomento della colonizzazione su Marte è popolare ed è facile capire perché – solo su una base attuale – poiché l’idea di vivere su un pianeta lontano è affascinante per la maggior parte dei terrestri. I materiali per gli habitat sono tuttavia una grande considerazione e i ricercatori continuano a lavorare sulle risorse di simulazione dal suolo marziano ad altre esplorazioni riguardanti la polvere lunare e la produzione robotizzata .

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