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重磅!科学家设计出移居火星的3D打印解决方案

2015-09-14 09:18
冷血の爱
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  2015年5月美国宇航局(NASA)发起了一个总奖金额高达225万美元的3D打印居所挑战赛的消息。NASA希望能够借此找到一些可行的创意,创造出适合外太空,尤其是火星,的人类安全生活空间。

  尽管这场比赛只允许美国的设计团队参加,但是这并不能组织法国设计公司Fabulous公布自己的方案。他们的想法是让机器人在火星的表面挖洞,以便提取其土壤中的高浓度铁。这些铁将被用于3D打印火星居所的金属圆顶。这些金属圆顶将用一层水隔绝开来,而这些水同样提取自火星土壤。因此,设计团队将该居所命名为Sfero(由球形(Sphere)、铁(Iron)和水(Water)三个词综合而成)。据了解,Fabulous这个设计团队的阵容十分强大,成员来自多个领域,其中包括了来自法国国家科学研究中心(CNRS)和火星协会的几名科学家,以及建筑师、3D打印技术和材料专家等。

  众所周知,火星之所以在太空中呈现红色是因为其表面土壤里含有高浓度的氧化铁。Fabulous团队因此希望能够以此为原料来打造Sfero。另外,据科学家们推测,火星上的水也要比普通人印象中的要多。据NASA估计,其中1.5%至3%的水被存储在土壤深处的永久冻土中,它们很容易使用一些方法进行液化。这些水不仅可以帮助维持人类的生命,也可以用来培育植物以制造食物和氧气,同时它也是一种绝佳的绝缘材料。

  设计团队称,水会被存储在Sfero外部两层铁至外壳之间,这样能够帮助屏蔽外部致命的太阳辐射。而用来打造Sfero的机器人将具有长长的柱状外形,它将钻入火星表面几米深以从土壤中提取材料构建居所外壳。该机器人有两个相互独立的手臂,一个用于从土壤中获取铁材料,另外一个手臂上则安装了金属3D打印机,它能够将生铁转化为金属粉末然后再用高功率激光一起熔化。打印机将首先使用铁打造坚实的地基。然后再制造Sfero的两层外壳,每层外壳都将是球形,而且其内部是蜂窝结构,这使它的强度足以抵抗Sfero内部宜人的气压与火星表面气压的差距。

  另外,机器人携带的3D打印机也能够打造居所之中所有的家具,包括地面、墙壁、床和椅子等。它也可以根据不同的目的创建出各种内部结构,比如生活区、科研区或植物培养区等。理论上,只需几十个Sfero机器人,整个火星殖民地无需人类的参与就可以自行建造。该设计也适合首先在地球上类似的区域进行测试,比如夏威夷的火山地区、加州的Mojave沙漠地区等都有类似的土壤成分。

  点评:目前尚不清楚,NASA看到这个设计时,是否会给予认真考虑。这的确是一个很巧妙的构思,但是小编认为这一方案最大的难点就是如何制造出能够安装到机器人手臂上的金属3D打印机,因为目前大多数成熟的金属3D打印机都需要特定的真空环境才能正常工作,而火星上大气尽管稀薄,但是离真空状态还是很远的。不过根据3D打印技术目前的发展速度,再过几年就能达到这个要求也未可知。

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