Dintre toate minunile înfățișate în cărțile și filmele de ficțiune științifică, una dintre cele mai interesante este mașina care face orice ai nevoie sau dorești. Introduceți pur și simplu un plan detaliat sau apăsați butonul pentru articolele programate în mașină - apelează rotile, mașina zgârie și afișează ceea ce ați solicitat. Tehnologia ne oferă Lampa lui Aladdin. Un dispozitiv la îndemână care va găsi multe utilizări.
Nu suntem încă acolo, dar există deja versiuni brute ale unor astfel de mașini imaginate. Aceste mașini sunt numite generatoare „prototip rapid” sau imprimante tridimensionale. Ei iau informații digitalizate despre dimensiunile și forma unui obiect și folosesc aceste date pentru a controla un fabricant care re-creează obiectul folosind o varietate de materiale diferite. În mod obișnuit, aceste mașini utilizează materiale plastice ușor de modelat și rășini epoxidice, dar, în principiu, orice material ar putea fi folosit pentru a crea practic orice obiect.
Care este relevanța acestei tehnologii pentru zborul spațial și pentru Lună? Unul dintre obiectele cheie ale întoarcerii lunare este să înveți cum să folosești resursele materiale și energetice ale Lunii pentru a crea noi capacități. Până în prezent, ne-am concentrat atenția asupra materiilor prime simple precum regulitul în vrac (sol) și apa găsită la stâlpi. Are sens să limităm inițial ambițiile noastre de utilizare a resurselor la materiale simple care sunt atât utile, cât și relativ masive, care în prezent au aceste costuri de transport ucigaș atunci când sunt livrate de pe Pământ. Reglarea în vrac are multe utilizări diferite, cum ar fi ecranarea (de exemplu, rachetele de evacuare a rachetelor), precum și materie primă pentru structuri simple de suprafață.
Cu toate acestea, odată ce suntem pe Lună și am îndeplinit necesitățile de bază ale vieții, putem începe să experimentăm fabricarea și utilizarea unor produse mai complexe. De fapt, locuitorii Lunii vor începe să creeze piese și elemente mai complicate din ceea ce găsesc în jurul lor, chiar în afara ușii lor. Tehnicile de imprimare tridimensională ne vor permite să descoperim ce face viața în afara planetei mai ușoară și mai productivă. Vom experimenta folosind materialele locale pentru întreținerea și repararea echipamentelor, vom construi noi structuri și vom începe în sfârșit fabricarea în afara planetei.
În primele etape ale locuinței lunare, materialul și echipamentul vor fi aduse de pe Pământ. Odată cu utilizarea continuă, în special în mediul dur al suprafeței lunare, se vor produce defecțiuni. Deși inițial vom folosi piese de schimb de pe Pământ, pentru structuri simple și necomplicate care sunt necesare rapid, o imprimantă tridimensională poate realiza piese de substituție folosind materiale de resurse locale găsite în apropierea avanpostului. Cele mai multe imprimante 3-D existente pe Pământ folosesc materiale plastice și materiale conexe (care sunt compuși complexi pe bază de carbon, derivați în mare parte din petrol), dar unele prelucrări au folosit beton, care poate fi realizat pe Lună din regulit și apă cernute. În plus, știm, de asemenea, că regulitul poate fi contopit în ceramică folosind microunde, astfel încât activitățile de prototipare rapide pe Lună pot constata în cele din urmă că topirea parțială a particulelor în sticlă este un alt mod de a crea obiecte utile.
Suprafața lunară este o bună sursă de material și energie utilă în crearea unei mari varietăți de obiecte. Am menționat ceramică simplă și agregate, dar, în plus, pe Lună sunt disponibile o varietate de metale (inclusiv fier, aluminiu și titan). Siliciul pentru fabricarea componentelor electronice și celulelor solare este abundent pe Lună. Au fost deja imaginate și protejate proiectele pentru rover-uri robotizate care fuzionează literalmente suprafața superioară a regimului lunar în celulele solare producătoare de electricitate. Putem externaliza lucrările de energie solară pe Lună!
Aceste evoluții tehnice conduc la posibilități care să crească mintea. În anii ’40, matematicianul John von Neumann și-a imaginat ceea ce el numea „automate autoreplicante”, mașini mici care ar putea prelucra informații pentru a se reproduce la viteze exponențiale. Interesant este că von Neumann însuși s-a gândit la ideea folosirii unor astfel de automate în spațiu, unde atât energia cât și materialele sunt (destul de literal) nelimitate. O mașină care conține informația și capacitatea de a se reproduce ea însăși poate fi instrumentul pe care umanitatea trebuie să-l „cucerească” spațiul. Hoardele de roboți care ar putea reproduce ar putea pregăti o planetă pentru colonizare, precum și să ofere paradisuri și habitate sigure.
Putem experimenta pe Lună cu mașini de auto-replicare, deoarece conține resursele materiale și energetice necesare. Desigur, pe termen scurt, vom folosi pur și simplu această nouă tehnologie pentru a crea piese de schimb și poate obiecte simple pe care le găsim pentru a satisface nevoile noastre imediate și utilitare. Dar lucrurile de genul acesta obișnuiesc să evolueze mult dincolo de utilizarea lor inițială preconizată și adesea în direcții la care nu ne așteptăm; nu suntem suficient de deștepți pentru a ne imagina ceea ce nu știm. Tehnologia imprimării tridimensionale va face ca locuința Lunii - cel mai apropiat vecin al nostru în spațiu - să fie mai ușoară și mai productivă. Chiar și acum, foștii muncitori creativi ai NASA au găsit o modalitate de a face ca această tehnologie să dea rezultate. În viitor, poate talentele lor ar putea fi aplicate pentru a face Luna o a doua casă a umanității.
Notă: Imaginea de la începutul acestui post este un model al polului nord lunar, realizat cu ajutorul unei imprimante tridimensionale și date de altimetrie laser LRO de Howard Fink de la Universitatea New York. Scara modelului este de aproximativ 30 cm.
