أ قاعدة قمرية دائمة سوف يتطلب هياكل مرنة بما يكفي لتحمل كل شيء الإشعاع الكوني و النيازك الدقيقة ل زلازل القمر. هناك الكثير من مواد البناء للاختيار من بينها على الأرض، ولكن جميعها تأتي مع مشكلة: تخزين وسائل النقل على متن المركبات الفضائية محدود، وكل رطل إضافي من البضائع سيزيد التكاليف بسرعة. لقد أمضى المهندسون سنوات في تجربة طرق لرواد الفضاء المستقبليين للحصول على المكونات القمرية المحلية، بما في ذلك غبار القمر الناعم المعروف باسم الثرى. لسوء الحظ، يتطلب معظمها مكونات ملزمة مختلفة يجب إرسالها من الوطن.
كان لدى طالب جامعي في جامعة أركنساس (U of A) فكرة مختلفة مؤخرًا. بالتعاون مع مهندس ميكانيكي وان شو, كول ماكالوم استخدم طريقة متخصصة للطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع مكعبات LEGO من الغبار القمري، دون الحاجة إلى ربط. (لا ينبغي الخلط بين هذه ليغو فِعلي نماذج بالحجم الطبيعي من الطوب القمري). نتائجهم نشرت في المجلة NPJ التصنيع المتقدم تشير إلى أن الطوب يمكن أن يكون مادة واعدة للتحقيق فيها بينما تستعد البشرية للعودة إلى القمر.
الثرى القمري مادة صعبة. وعلى عكس تراب الأرض، فهو لا يحتوي على أي كمية من المواد العضوية. إنها مجرد جزيئات فضفاضة حادة الحواف ناتجة عن مليارات السنين من تأثيرات الكويكبات والنيزك. وهذا يعني أن غبار القمر لا يمكنه الارتباط من تلقاء نفسه ويتطلب على الأقل بعض المكونات الثانوية.
عندما كان ماكالوم طالبًا جامعيًا في جامعة أريزونا، تساءل عما إذا كان نوع معين من الطباعة ثلاثية الأبعاد يسمى دمج طبقة مسحوق الليزر يمكن أن يوفر حلاً بديلاً. في هذه التقنية، يتم وضع مسحوق ناعم على سرير مسطح، ثم يتم تعريضه لشعاع ليزر قوي للغاية يقوم بدمج كل جسيم مجهري معًا في عملية تسمى التلبيد. تنخفض قاعدة الدرج لأسفل للسماح بطبقة أخرى من المسحوق الملبد، ثم تكرر الخطوات حتى يتم إنشاء كتلة صلبة واحدة. الثرى يناسب القالب تمامًا، إذا جاز التعبير.
“لا يوجد شيء آخر يرتبط به. وقال ماكالوم في رسالة: “إن مسحوق الثرى مرتبط بنفسه”. الملف الشخصي للجامعة.
لم يتمكن ماكالوم وشو من الوصول إلى المواد القمرية الفعلية، لذلك حصلوا على Lunar Highlands Regolith Simulant (LHS-1)، وهي مادة تجارية تحاكي غبار القمر الذي جمعه رواد فضاء أبولو خلال الستينيات والسبعينيات. واستقروا في النهاية على شكلين، أحدهما يشبه الصليب والآخر يشبه الحرف “H”. قام الباحثون بعد ذلك بطباعة نماذج أولية صغيرة ثلاثية الأبعاد يبلغ عرضها بضعة سنتيمترات، بحيث يمكنهم ربطها مثل قطع الليغو لبناء هياكل أكبر.
لا تزال هناك بعض التحذيرات المهمة بشأن استراتيجية الثرى الملبد هذه. تعتبر كتل ماكالوم أكثر مسامية وأضعف بكثير من المواد التي تحتوي على مواد رابطة. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة كيفية عمل هذا النهج في الفراغ أو الجاذبية الصغرى، وهما عقبتان لا مفر منهما للعيش على القمر.
“هذه الهياكل التي نصنعها يمكن أن تكون مدعومة ذاتيا. ولكنني سأكون مترددا في القول أنه يمكن استخدام عمليتنا لشيء يدعم أحمال أخرى في هذه اللحظة حتى الآن،” قال ماكالوم.
ومع ذلك، فإن إثباته أنه حتى الإطار الأساسي لطوب القاعدة القمرية لا يمكن تحقيقه إلا باستخدام الثرى قد يقدم اتجاهًا واعدًا لمهندسي المهمة
