การพิมพ์ 3 มิติด้วยฝุ่นอาจเป็นคำตอบของ ‘การตั้งรกรากบนดวงจันทร์’

NASA ตั้งเป้าไปดวงจันทร์อีกครั้งโดยคราวนี้หมายมั่นปั้นฐานถาวรในปลายศตวรรษนี้ หนึ่งในเครื่องมือสำคัญสำหรับการดำเนินการในครั้งนี้ คือ เครื่องพิมพ์ 3 มิติ เพื่อช่วยในการสร้างฐานบนดวงจันทร์ซึ่ง NASA ได้ร่วมมือกับ ICON บริษัท Startup จาก Texas เพื่อพัฒนาอุปกรณ์และกระบวนการสำหรับใช้งานขึ้น

ในการโยกย้ายเพื่อตั้งรกรากนั้น การสร้างอุปกรณ์และเครื่องไม้เครื่องมือจากทรัพยากรในพื้นที่เป็นสิ่งสำคัญที่นอกจากจะสร้างความคล่องตัวในการโยกย้ายแล้ว ยังเป็นพื้นฐานสำคัญในการลงหลักปักฐานระยะยาวอีกด้วย NASA หรือองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ ประเทศสหรัฐอเมริกาได้วางแผนที่จะสร้างฐานบนดวงจันทร์ ซึ่งจะกลายเป็นอีกก้าวสำคัญในประวัติศาสตร์โลกที่จะเกิดขึ้น ตั้งเป้าส่งนักบินอวกาศขึ้นไปในปี 2024 และคาดว่าจะแล้วเสร็จในปลายศตวรรษ

การก่อสร้างที่จะเกิดขึ้นนี้ถือเป็นครั้งแรกที่จะเกิดการก่อสร้างขึ้นบนพื้นผิวของดวงดาวในอวกาศซึ่งนับเป็นความท้าทายที่ไม่อาจคาดเดาถึงอุปสรรคที่จะตามมาได้ หนึ่งในปัญหาที่เห็นได้ชัด คือ การขนส่งทรัพยากรจำนวนมากในการก่อสร้างไปยังดวงจันทร์นั้นมีราคาที่สูงและใช้เวลาอย่างมาก โซลูชันที่เกิดขึ้นมาจาก ICON คือ การสร้างฐานดวงจันทร์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติโดยมีวัตถุดิบเป็นฝุ่นบนดวงจันทร์เอง

ฝุ่นดวงจันทร์หรือ Lunar Regolith เกิดขึ้นมาจากแร่ธาติและเศษกระจกขนาดเล็กที่ถูกสร้างมากว่าหลายล้านปีจากการที่มีดาวตกพุ่งชนดวงจันทร์ แน่นอนว่ามันทั้งคม หยาบและหนืดสุด ๆ นักบินจาก Apollo พบว่ามันติดอยู่กับทุกอย่างแม้แต่ในชุดอวกาศเองก็ตามที และมันมีจำนวนมหาศาลรอให้ใช้งาน นั่นหมายความว่าวัตถุดิบเหล่านี้อาจแปรรูปเป็นผนังคอนกรีตที่มีความแข็งแรงได้อย่างเหลือเชื่อนั่นเอง โดยโครงการนี้มีชื่อว่า Project Olympus ซึ่งตั้งตามชื่อภูเขาไฟขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะที่มนุษย์รู้จัก

ICON ในฐานะพันธมิตรสำคัญของ NASA นั้นมีเทคโยโลยีการพิมพ์อาคารแบบ 3 มิติใน Mexico และ Texas ตั้งแต่ปี 2018 วัสดุที่ใช้เป็นคอนกรีตผสมที่เรียกว่า Lavacrete เครื่องพิมพ์ที่ใช้ คือ Vulcan ที่สามารถพิมพ์ได้ 500 ตารางฟุตในเวลา 24 ชั่วโมง แต่ในกรณีของดวงจันทร์นั้นแตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง บนโลกกระบวนการเหล่านี้อาจเรียบง่ายราบรื่น แต่บนดวงจันทร์นั้นมีทั้งรังสี แผ่นดินไหวอย่างรุนแรง อุณภูมิที่เปลี่ยนไปมาอย่างสุดขั้ว ตลอดจนดาวตกขนาดเล็กที่พุ่งผ่านชั้นบรรยากาศ นั่นยังไม่รวมถึงความท้าทายในการเปลี่ยนฝุ่นผงที่มีคุณสมบัติพิเศษเหล่านี้ให้กลายเป็นวัตถุดิบในการสร้างอีกด้วย ซึ่งปัจจุบันทีมกำลังศึกษาการเปลี่ยนสถานะของฝุ่นเหล่านี้ด้วยไมโครเวฟ ไลเซอร์และแสงอินฟาเรดอยู่ในห้องทดลองภายใต้เงื่อนไขการเติมสารเพียงเล็กน้อยหรือไม่เติมเลย

การพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสภาพแวดล้อมอันโหดร้ายเหล่านี้ ICON ได้ร่วมมือกับ Bjarke Ingels Group (BIG) และ Space Exploration Architecture (SEArch+) โดยศึกษาสภาพแวดล้อมอันสุดโหดหินร่วมกับ McMirdo Station จาก Antarctica และ International Space Station โดยตัวอาคารต้องมีสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัยได้อย่างสะดวกสบาย มีโครงสร้างหลายชั้น เครื่องพิมพ์ที่เป็นหัวใจสำคัญจะถูกผลิตบนโลก โดยการออกแบบจะมีเยื่อหุ้มที่เป็นน้ำบนกำแพงเพื่อป้องกันรังสีอีกด้วย โครงสร้างหลัก ๆ จะเป็นแบบ Double Shell หรือเปลือกสองชั้นซึ่งอาจเป็นทรายดวงจันทร์ที่ไม่แน่นหนามากนักเพื่อป้องกันรังสีและดาวตก

ความสำเร็จนี้ไม่ได้เป็นเรื่องที่ไกลตัวเท่านั้น แต่ยังสามารถต่อยอดใช้งานบนโลกได้อีกด้วย โดยเทคโนโลยีนี้สามารถลดของเหลือจากการก่อสร้างได้ 30 – 60% ลดต้นทุนแรงงานได้ 50 – 80% และลดเวลาในการก่อสร้างลง 50 – 70% อาคารจะมีราคาถูกลง สร้างได้ไวยิ่งขึ้นและมีความยั่งยืนมากขึ้นอีกด้วย

ที่มา:
Cnn.com