通过与ICON合作，NASA有信心到2040年在月球上建立3D打印房屋

2023年10月17日，南极熊获悉，据《纽约时报》报道，随着NASA 不断达到新的里程碑，NASA 有信心在月球上 3D 打印房屋的计划步入正轨。通过与德克萨斯州 3D 打印建筑公司ICON的持续合作，NASA希望到 2040 年在月球上 3D 打印房屋，作为其阿耳忒弥斯（Artemis）任务的一部分。

通过这种合作关系，ICON 已于2020 年获得了NASA 的 3000 万美元资金，并在 2022 年获得了额外的 5720 万美元资金，以支持其奥林巴斯计划（Project Olympus）。这家总部位于德克萨斯州的公司正在通过开发一款 3D 打印机，可以用月球表面上容易获得的岩屑、矿物碎片和灰尘制成的混凝土来制造建筑物。

NASA 和 ICON 的使命是建造不仅适合 NASA 宇航员，而且也可供普通公民使用的房屋，其长期目标是在月球并最终在火星上建立永久的人类殖民地。

美国宇航局技术成熟部主任尼基·沃克海塞尔（Niki Werkheiser）表示：“我们在正确的时间将所有正确的人聚集在一起，有着共同的目标，这就是为什么我认为我们会实现这一目标。每个人都准备好共同迈出这一步，所以如果我们开发出核心技术，那就没有什么不可能完成的目标。”

△3D 打印月球建筑的数字渲染图。图片来自 ICON。

NASA 和 ICON 的月球建设任务

许多建筑公司也与 ICON 合作，作为Project Olympus 的一部分，其中包括Bjarke Ingels Groups (BIG) 和SEArch+ (Space Exploration Architecture)。

虽然该项目的计划目前主要采用数字渲染的形式，但 NASA 和 ICON 领导的团队将很快开始进行广泛的测试，以开发能够在恶劣的月球环境中运行的 3D打印机。这款名为 Olympus 的太空建筑 3D 打印机将由专业的太空建筑技术人员在地球上控制。

据《纽约时报》报道，重量是一个关键因素，月球火箭每增加一公斤重量，成本约为 100 万美元。据说高辐射和低重力也带来了重大挑战。   

美国宇航局位于亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心拥有十几个测试室，可以模拟非地球环境的相同辐射和热真空条件。ICON 的 3D 打印机将于 2024年 2 月在其中最大的房间内进行测试。

据报道，美国宇航局的科学家们还在开发一种模拟月球混凝土，可以在地球上进行测试时模仿月球尘埃基材料。据说，美国宇航局马歇尔分校的科学家正在测试模拟月球尘埃的球体，这些球体已被倒入并铸造成一个小圆柱体。据《纽约时报》报道，这种材料已被证明可以承受 3,400 华氏度的温度。   

除了建造实体建筑外，美国宇航局还与大学和私营公司合作，打造月球建造的家具和室内设计原型。例如，美国宇航局与斯坦福大学的研究人员合作，据报道，他们分离了合成月球土壤中的矿物质，以制造可用于厨房或浴室的瓷砖。   

随着阿耳忒弥斯一号于 2022 年成功绕月飞行，阿耳忒弥斯二号计划于 2024 年 11 月将四名宇航员送入月球轨道。阿耳忒弥斯 III 号将于 2025 年紧随其后，这将是本世纪人类首次登上月球。自 1972 年以来，计划在 20 世纪末之前执行另外两次载人飞行任务，基于月球的 3D 打印建筑预计将在 2040 年建成并运行。

△ICON 是 Olympus 项目的一部分，致力于开发一种在月球上进行 3D 打印的新颖方法。图片来自 ICON。

基于月球的3D打印

NASA 和 ICON 的奥林巴斯计划并不是唯一利用3D打印在月球表面进行建造的项目。去年，技术设计机构AI SpaceFactory公布了 NASA 3D 打印月球前哨站LINA 的设计。LINA 的设计和测试是NASA REACT项目的一部分，该项目旨在推进为该机构的3D 打印栖息地挑战创建的技术和材料。

△Zopherus 团队的 3D 建模结构。图片来自 Zopherus。

AI SpaceFactory 修改了其用模拟军事风化层制成的原始聚合物，改为使用实际的月球风化层。这种材料已经在 NASA 的真空室中进行了测试，这将进一步为开发能够建造大型月球结构的可持续 3D 打印机提供研究基础。

此外，新南威尔士大学与澳大利亚建筑初创公司Luyten合作，快速研发能够制造月球结构的 3D 打印机。作为“Meeka 项目”的一部分，这些组织合作加快了名为“Platypus Galacicas”的龙门式月球风化层 3D 打印机的开发和测试。该系统旨在快速构建尺寸达 9m X 12m 的月球基础设施。

△Luyten 3D 打印月球结构的渲染图。图片来自 Luyten。

早在 2019 年，俄罗斯公司Roscosmos就确认了通过现场原材料 3D 打印结构来支持长期月球任务的计划。俄罗斯航天局局长德米特里·罗戈津表示，俄罗斯宇航员将于 2030 年首次登陆月球。