Kita semua tahu bahwa waktunya sudah lewat karena pangkalan Bulan. Tetapi biaya pengiriman semua yang dibutuhkan dari Bumi untuk membangun sebuah pangkalan adalah penghalang. Sumur gravitasi bumi terlalu dalam dan terlalu kuat untuk mendapatkan semuanya di sana dengan roket. Jadi apa solusinya?
Menurut ESA, solusinya adalah Additive Manufacturing (AM) dan In-Situ Resource Resource Utilization (ISRU).
ESA memimpin proyek untuk menghasilkan cara-cara yang AM, atau pencetakan 3D, dapat digunakan sekarang dan di masa depan untuk membuat pangkalan Bulan lebih layak. Proyek ini disebut "Bayangkan Pangkalan Lunar Menggunakan Teknologi Cetak 3D." Ini adalah semangat pelopor lama untuk hidup di luar negeri, tetapi di-boot kembali dengan teknologi modern yang canggih. AM dan ISRU akan membatasi ketergantungan logistik kita di Bumi dan memungkinkan sebagian besar dari apa yang dibutuhkan pangkalan Bulan untuk membangun sumber daya yang tersedia di Bulan; yaitu, debu Bulan itu sendiri.
"Pencetakan 3D menawarkan sarana potensial untuk memfasilitasi penyelesaian bulan dengan logistik yang berkurang dari Bumi." -Scott Hovland dari tim spaceflight manusia ESA.
Akhirnya, menurut ESA, berbagai macam bahan dan peralatan yang diperlukan untuk pangkalan Bulan dapat dicetak 3D kapan dan di mana dibutuhkan. Semuanya, mulai dari bahan bangunan hingga panel surya, peralatan, dan peralatan hingga pakaian, bisa berpotensi dicetak 3D di Bulan. Mungkin saja nutrisi dan bahan makanan dapat disediakan oleh pencetakan 3D.
Pencetakan 3D tidak hanya menurunkan biaya pangkalan Bulan, itu membuat keseluruhan perusahaan lebih responsif dan dapat disesuaikan. Tidak hanya regolith bulan yang dapat digunakan untuk membuat sebanyak mungkin struktur dan barang, ia juga dapat digunakan untuk mendaur ulang dan menggunakan kembali barang-barang yang dibawa dari Bumi.
Proyek "Conceiving a Lunar Base ..." melihat rencana tiga fase untuk pangkalan Bulan yang sangat bergantung pada pencetakan 3D:
- Fase Satu: Bertahan. Ini membahas dasar-dasar yang diperlukan untuk memungkinkan kru kecil untuk bertahan hidup di Bulan, seperti tempat tinggal.
- Fase Dua: Berkelanjutan. Hal ini membuat pangkalan Bulan diperluas untuk mencakup lebih banyak tempat kru, area fabrikasi, dan fasilitas penelitian.
- Fase Tiga: Operasional. Dalam fase ini, pangkalan Bulan sepenuhnya operasional dan dibangun untuk tempat tinggal jangka panjang.
"Proses cetak yang dipilih akan memungkinkan bahan yang tersedia untuk didaur ulang untuk tujuan yang berbeda," jelas Antonella Sgambati dari OHB System AG, mengelola proyek. “Manfaat utama lain dari pencetakan 3-D - atau dikenal sebagai manufaktur aditif - adalah luasnya pilihan desain yang memungkinkan. Komponen, produk, dan proses cetak itu sendiri dapat dirancang ulang berdasarkan penggunaan akhir yang diinginkan di dasar bulan. Keputusan dapat dibuat tentang cara terbaik untuk menghubungkan bahan yang tersedia dengan perangkat keras yang akan dicetak. "
Akar dari proyek ini ditelusuri kembali ke 2013, ketika ESA menyewa sebuah perusahaan arsitektur untuk merancang struktur yang dapat menahan lingkungan Lunar. Penendang itu harus terbuat dari tanah bulan, atau dalam hal ini, tanah bulan disimulasikan. Perusahaan arsitektur Foster and Partners membangun blok bangunan sampel 1,5 ton. Blok bangunan adalah struktur sel berongga dan tertutup yang mirip dengan tulang burung.
“Sebagai praktik, kami terbiasa merancang iklim ekstrem di Bumi dan mengeksploitasi manfaat lingkungan dari penggunaan bahan lokal yang berkelanjutan,” kata Xavier De Kestelier dari Kelompok Pemodelan Spesialis Foster + Partners. "Tempat tinggal bulan kita mengikuti logika yang sama."
Para peneliti di ESA sedang bereksperimen dengan simulasi lunar bulan untuk mencetak barang-barang kecil seperti sekrup dan roda gigi, dan bahkan koin. Regolith tidak terlalu sulit untuk disimulasikan, dan mengandung hal-hal seperti silikon, aluminium, kalsium dan oksida besi. Kehadiran bahan-bahan tersebut berarti bahwa regolith dapat dibentuk menjadi bentuk yang dapat digunakan.
Tentu saja, tidak sesederhana menuangkan kotoran bulan ke dalam printer dan kemudian mengeluarkan benda-benda yang sangat dibutuhkan. Pertama, regolith bulan yang disimulasikan dihancurkan ke ukuran partikel. Kemudian dicampur dengan zat pengikat yang bereaksi terhadap cahaya. Objek dicetak dari campuran yang dihasilkan, kemudian terkena cahaya untuk mengeraskannya, lalu akhirnya dipanggang dalam oven. Menurut ESA, produk jadi seperti sepotong debu Bulan.
Salah satu potensi penggunaan cetak 3D yang paling menarik di masa depan dalam eksplorasi ruang angkasa adalah di bidang perawatan medis, dan disebut 'pencetakan bio'. Astronot yang pergi ke Bulan di misi Apollo telah pergi selama sekitar 12 hari dan membawa kit P3K kecil bersama mereka. Tetapi untuk jenis jangka panjang tetap bahwa astronot di pangkalan Bulan akan bertahan, tingkat yang lebih besar dari perawatan medis mungkin diperlukan.
"Kami menanyakan apa yang dibutuhkan astronot dalam jangka pendek, menengah, dan panjang, dan langkah-langkah apa yang diperlukan untuk menghasilkan bioprinting 3D ke tingkat di mana ia dapat berguna di ruang angkasa." - Tommaso Ghidini, kepala Divisi Struktur, Mekanisme, dan Material ESA.
ESA mencari ke dalam pencetakan 3D dan bagaimana itu bisa membantu memberikan perawatan medis bagi para astronot di Bulan atau di tempat lain. Astronot yang menjelajah jauh ke ruang angkasa dapat menerima perawatan medis menggunakan kulit, tulang, dan - satu hari - seluruh organ cetak 3D, menurut kelompok ahli bioprinting 3D terkemuka yang berkumpul di sebuah lokakarya ESA dua hari tentang pencetakan 3D medis.
Gagasan ini berkisar pada gagasan 'bio-tinta'. Mereka didasarkan pada sel manusia, dan nutrisi dan bahan yang dibutuhkan untuk menumbuhkan kembali jaringan tubuh seperti kulit, tulang dan tulang rawan. Lebih jauh ke masa depan adalah gagasan untuk mencetak seluruh organ. Ini cukup spekulatif pada titik ini, tetapi pencetakan 3D medis kemungkinan akan sampai di sana di beberapa titik di masa depan.
"Kami bertanya apa yang dibutuhkan astronot dalam jangka pendek, menengah dan panjang, dan langkah-langkah apa yang diperlukan untuk mematangkan bioprinting 3D ke tingkat di mana hal itu dapat berguna di ruang angkasa," kata Tommaso Ghidini, kepala Struktur, Mekanisme, ESA. dan Divisi Bahan. “Kami menetapkan peta jalan dan garis waktu pengembangan, dengan tujuan agar kelompok ini menjadi kelompok kerja ilmiah di masa depan, mendorong kemajuan.”
Pencetakan bio 3D memungkinkan kru yang terisolasi di ruang angkasa untuk bersiap menghadapi keadaan darurat yang lebih besar daripada yang dimungkinkan dengan teknologi saat ini. Di ruang angkasa, atau di Bulan atau planet lain, ruang di dalam tempat tinggal berada pada premium. Pusat medis yang terisi penuh adalah astronot mewah tidak akan mampu. ESA menggunakan luka bakar sebagai contoh untuk menggambarkan manfaat dari bio-printing 3D.
Luka bakar yang serius biasanya dirawat menggunakan cangkok kulit dari tempat lain di tubuh pasien. Ini melibatkan cedera sekunder pada area yang ditransplantasikan, jauh dari ideal ketika penelitian menunjukkan bahwa lingkungan orbital membuat luka lebih sulit untuk disembuhkan. Sebagai gantinya, kulit baru dapat ditumbuhkan dan bioprinted dari sel pasien sendiri, kemudian ditransplantasikan secara langsung.
Ada antusiasme yang tumbuh di ESA untuk pangkalan Bulan. Ini adalah langkah logis berikutnya, dan melengkapi Deep Space Gateway sebagai titik loncatan untuk eksplorasi lebih lanjut dari Tata Surya. Ada sejumlah teknologi yang mendorong seluruh upaya ke depan, di mana Additive Manufacturing, atau pencetakan 3D, hanya satu. Tetapi untuk saat ini, pengujian sebagian besar teknologi ini harus dilakukan di Bumi, di lingkungan yang mensimulasikan aspek penting dari lingkungan bulan.
Beberapa teknologi ini sedang diuji di markas Pangaea-X Moon ESA di Lanzarote di Kepulauan Canary. Lanzarote adalah tempat yang sempurna untuk menguji beberapa aspek geologis dari misi ke Bulan, atau ke Mars. Secara khusus, ini akan menguji teknologi untuk mengambil sampel batuan.
Bahkan sesuatu yang tampak sederhana seperti mengambil sampel batuan dikacaukan oleh berbagai kesulitan dalam lingkungan ruang. Secara khusus, keterlambatan komunikasi dapat membuat segalanya lebih menantang. Sebuah eksperimen pekan lalu disebut Analog-1 menguji sains, operasi, dan aspek komunikasi dari sebuah misi eksplorasi. Astronot ESA Matthias Maurer akan ditempatkan di Pangea-X dan akan melakukan pilot jarak jauh bajak yang berlokasi di Belanda. Untuk melakukan ini, ia akan menggunakan teknologi yang disebut Buku Lapangan Elektronik.
Buku Lapangan Elektronik adalah alat yang mengintegrasikan penentuan posisi waktu nyata, berbagi data, obrolan suara, dan banyak lagi. Ini adalah percobaan kering yang akan dilakukan astronot ESA Luca Parmitano tahun depan dari Stasiun Luar Angkasa Internasional. Field Book memungkinkan para ilmuwan ahli untuk memandu para astronot mengumpulkan sampel terbaik.
Baik itu pencetakan struktur 3D, cetak 3D bio-medis, atau semua teknologi lain yang perlu dikembangkan dan disempurnakan, jelas bahwa ESA memiliki mata di pangkalan Bulan.
- Siaran Pers ESA: Future Moon Base
- Siaran Pers ESA: Pangea-X Moon base
- Siaran Pers ESA: Kulit Cetak 3D, Tulang, dan Bagian Tubuh Sedang Dipelajari untuk Astronot Masa Depan
- Siaran Pers ESA: Membangun Pangkalan Lunar Dengan Pencetakan 3D
