Maailma juhlii edelleen kiinalaisen avaruusaluksen Chang'e-4 historiallista laskeutumista kuun toisella puolella 3. tammikuuta. Taivaallinen valtakunta ilmoitti viime kuussa myös suunnitelmastaan maan satelliitin kehittämiseksi. Niiden puitteissa odotetaan kolmen operaation lähettämistä, joiden on luotava perusta kuun tukikohdan rakentamisen aloittamiselle. Kuun ja muiden aurinkokunnan planeettojen kolonisaatio on aina ollut inspiraation aihe. Teknologinen kehitys ja merkittävien vesivarantojen löytäminen lähempänä kuun napoja ovat tehneet tästä ajatuksesta entistä vakuuttavamman. Mutta kuinka lähellä Kiina on tämän idean tosiasiallisessa toteutuksessa?
Jos puhumme vain tällä hetkellä saatavissa olevan tekniikan näkökulmasta, taivaallinen imperiumi pystyy aloittamaan kuun tukikohdan rakentamisen heti Space.com-portaalin mukaan. Mutta ilmeisesti kaikki ei ole niin yksinkertaista.
Ensimmäinen kuun tukikohta
Ensimmäinen kuun tukikohta on todennäköisesti asumaton asema, jonka kaikki robotit suorittavat. Se näyttää samanlaiselta kuin Amazonin varastorobotit, joita se käyttää suurina määrinä, toimivat. Täysin autonomisen robottiaseman luominen luo infrastruktuurin, joka on elintärkeä niille, jotka myöhemmin lentävät kuuhun yhdellä tavoitteella - pysyä täällä.
Kuuympäristö on avaruus tyhjiö, erittäin matala ja korkea lämpötila, auringonsäteily ja muut selvästi ihmisille soveltumattomat olosuhteet. Emme vieläkään tiedä paljoa siitä, millainen pitkä oleskelu ympäristössä voi olla ihmiskehoon. Siitä huolimatta Kiinan samojen aktiivisten toimien ansiosta joihinkin kysymyksiin on jo saatu vastauksia.
Kuuhun lähetetyt puuvillansiemenet yhdessä Chang'e 4 -operaation kanssa antoivat kasvun. Tämä on ensimmäinen kerta historiassa, kun kasvi on kasvatettu kuuhun. Ja tämä tapaus avaa tien mahdollisuudelle kasvattaa ruokaa maan satelliitilla kuun tukikohdassa, mikä vastaa siirtomaalaisten ruokatarpeista.
Mainosvideo:
Ympäristökysymyksiä lukuun ottamatta, kuunpohjan rakentaminen ei eroa paljolti ensimmäisen öljynporauslautan rakentamisesta merelle. On tarpeen suorittaa alueen tiedustelu (tapauksessamme kerätä ja analysoida maaperänäytteitä), suorittaa toteutettavuustutkimuksia ja käsitellä myös isojen tavaroiden toimittamisen logistiikkaa. Kaikki, voit lentää.
Kiina on jo ottanut ensimmäisen askeleen tässä ketjussa - se harjoittaa alueen tutkimista. Jos puhumme siitä, mihin tarkalleen pohja rakennetaan, niin tällä hetkellä lupaavin vaihtoehto on rakentaa asunto juuri kuun pinnan alle. Se on hyvin yksinkertaista: maanalaisen asunnon ja infrastruktuurin rakentaminen suojaa heitä kuunympäristön ankarilta pintaolosuhteilta.
Ilman 3D-tulostusta missään
Kaikista tällä hetkellä saatavilla olevista kuunpohjan rakennustekniikoista tehokkain ja lupaavin vaihtoehto on 3D-tulostustekniikka. Maapallolla 3D-tulostus on jo osoittautunut hyödylliseksi, ja se on menestynyt jalansijaa rakennus-, auto-, ilmailu-, lääketieteellisessä ja sotilasalalla vähentäen sekä tuotantokustannuksia että jätteitä.
Teknologia paranee joka vuosi, uusia 3D-tulostuksen menetelmiä kehitetään. Kaikki tämä osoittaa selvästi, että 3D-tulostamisesta tulee mullistava menetelmä ratkaista vaikeimmat tekniset ongelmat.
Lisäaineiden valmistusta käytetään erittäin aktiivisesti maan ulkopuolisten pesäkkeiden luomiseen. Ei ole epäilystäkään siitä. Esimerkiksi Kiina aikoo käyttää 3D-tulostustekniikkaa paitsi kuun aseman sisällä, myös sen ulkopuolella. 3D-tulostamisen avulla voit luoda paitsi taloustavaroita ja tarvikkeita (mukit, lusikat, haarukat, lautaset, huonekalut ja niin edelleen), myös aseman korjaamiseen tarvittavia osia.
3D-tulostus avaruudessa ei ole helppoa. Se vaatii uuden tekniikan kehittämistä, joka mahdollistaa sen toiminnan pienentyneessä kuun painovoimassa. On tarpeen kehittää 3D-tulostimia, jotka pystyvät tulostamaan esineitä ja esineitä avaruuden tyhjiössä.
Tarvitaan uusia materiaaleja
Kansainvälisellä avaruusasemalla tehdyt kokeilut ovat osoittaneet, että jotkut maanpäälliset materiaalit voivat muuttaa niiden ominaisuuksia avaruudessa. Puhumme esimerkiksi optisesta kuidusta. Toisin sanoen materiaaleista, jotka voivat olla tai olla tehottomia maapallolla, voi tulla tehottomia tai erittäin tehokkaita Kuussa.
Minkä tahansa materiaalisuunnittelijan valitaan lopulta 3D-tulostukseen käytettäväksi kuun painovoimassa, on oltava kestävä ympäristölle, jossa sitä käytetään. Tällaisten materiaalien kehittäminen on kriittistä. Ymmärtäessään tämän, tutkijat yrittävät ratkaista tämän asian askel askeleelta. Esimerkiksi saksalaiset tutkijat pyrkivät tekemään 3D-tulostuksen mahdolliseksi avaruudessa metallihiukkasten avulla. NASA näytti myös 3D-tulostustoimintonsa avaruudessa. Muuten, Venäjä ei ole myöskään jäljessä tässä asiassa. Vuonna 2017 TETA-yritys esitteli prototyypin elektronisäde 3D-tulostimesta metalleille, jota kehittäjiensä mukaan voidaan käyttää myös Kuussa.
Olemme jo nähneet kuinka 3D-tulostimet kykenevät tulostamaan kokonaisia koteja maan päällä. Yleisesti ottaen samanlaista lähestymistapaa, yhdessä valmisten osien ja käytön kanssa, todennäköisesti käytetään kuunpohjan luomiseen. Olemme nähneet esimerkkejä siitä, millaiset tällaiset perustat saattavat näyttää monta kertaa. Esimerkiksi sama NASA-virasto on jo vuosien ajan järjestänyt 3D-tulostustekniikoiden kilpailuja muiden planeettojen koteihin.
Elämä kuuhun
Olemme koskeneet vain teknisiä kysymyksiä, jotka liittyvät kuunpohjan perustamiseen. On myös tärkeää ratkaista ihmisten elämään liittyvät kysymykset kuulla. On tarpeen selvittää tarkalleen, pystyykö henkilö pysymään avaruusympäristössä pitkään ja miten tämä vaikuttaa ihmisen fysiologiaan aina solutasoon asti. Valitettavasti tietokantamme näissä asioissa on edelleen riittämätön. Tarvitaan paljon lisäkokeiluja ja tutkimusta.
Olemme jo selvittäneet, että ihmisen elimet, kudokset ja solut ovat erittäin herkkiä painovoimalle, mutta kuinka nämä solut toimivat ja miten ne uudistuvat avaruudessa, on edelleen mysteeri. Mitä tapahtuu ihmiselle, jos hän sairastuu? Ovatko maalliset lääkkeet tehokkaita tässä tapauksessa? Jos ihmiset haluavat alkaa elää kuulla, kaikkiin näihin peruskysymyksiin on vastattava.
Jos puhumme uudemmista näkymistä, niin tärkein rooli pitkäaikaisten kuunoperaatioiden ja kolonisaation tukemisessa on kolmiulotteisen biopainatustekniikan sekä robottileikkauksen tekniikoilla. Näihin suuntiin liikkuminen on jo käynnissä. Esimerkiksi venäläinen 3D Bioprinting Solutions -yritys testasi äskettäin maailman ensimmäisen 3D-tulostimen toimimaan mikropainolla.
Nikolay Khizhnyak