Идея колонизации Марса уже давно перестала быть уделом научной фантастики и превратилась в конкретную инженерную задачу, сроки решения которой измеряются годами, а не столетиями. Однако, когда речь заходит о создании полноценной базы на другой планете, перед человечеством встает, казалось бы, неразрешимая проблема логистики. Доставка грузов в космос — процесс чрезвычайно сложный и дорогостоящий. Если с орбитальными станциями все более или менее понятно: их можно выводить на орбиту по частям и собирать в невесомости, то как быть с домами на поверхности? Таскать с Земли тонны кирпича, бетона и металлоконструкций просто нецелесообразно. Это потребует немыслимых затрат и сотен рейсов тяжелых ракет. Но выход есть, и он активно тестируется уже сегодня. Ответ кроется в использовании местных ресурсов и технологии, которую многие из нас уже видели в действии, — в 3D-печати.
Прежде чем говорить о строительстве, важно понять, в каких условиях окажутся первые колонисты. Марс — место крайне негостеприимное. Его атмосфера разрежена настолько, что давление у поверхности составляет менее одного процента от земного, и состоит она в основном из углекислого газа. Дышать там попросту нечем. Средняя температура колеблется в районе минус 60 градусов по Цельсию, а перепады могут достигать сотни градусов. Вдобавок ко всему, планета не защищена от жесткого космического излучения и солнечных вспышек мощным магнитным полем, как Земля. Любое жилище на Марсе должно решать сразу несколько задач: поддерживать давление и состав воздуха, сохранять тепло и, что самое главное, надежно экранировать радиацию. Строить такие убежища из привезенных материалов — задача архисложная.
Именно здесь на помощь приходят технологии аддитивного производства. Принцип 3D-печати зданий на Земле уже отработан: огромный роботизированный манипулятор, напоминающий по форме башенный кран или портал, выдавливает строительную смесь слой за слоем, возводя стены по заданной цифровой модели. На Марсе эту роль может выполнить специальный ровер с печатающей головкой. Но самый главный вопрос — что использовать в качестве строительного материала? Везти с собой тонны цемента или пластика по-прежнему накладно. Ученые и инженеры NASA и частных компаний нашли элегантное решение: использовать марсианский грунт — реголит.
Реголит — это то, что покрывает поверхность Марса: каменистая пыль и обломки пород. Исследования показали, что по своему составу он вполне пригоден для создания некоего подобия бетона. Если смешать его с подходящим связующим веществом, из полученной массы можно печатать прочные конструкции. В качестве связующего могут выступать сера, специальные полимеры (которые тоже частично можно производить на месте) или даже «геополимеры», активируемые химическими добавками. Таким образом, колонистам не придется тащить с собой стройматериалы — им нужно будет доставить лишь компактные принтеры и необходимые реагенты, а «строительный песок» будет прямо под ногами.
Уже сегодня существует множество инженерных проектов, визуализирующих, как будет выглядеть такая колония. Представьте себе не классические серебристые модули, торчащие на поверхности, а приземистые купола и цилиндрические сооружения, покрытые слоем слежавшегося грунта. Этот наружный слой, напечатанный из реголита, станет той самой защитой от радиации и микрометеоритов, которую не могут обеспечить тонкие металлические стенки. Жилые отсеки, лаборатории, ангары для техники — все это может быть создано роботами-строителями еще до прибытия первых людей. Принтеры прибудут заранее и начнут методично наносить слой за слоем, превращая безжизненную пустыню в прочный кокон будущей базы.
Технология печати на Марсе будет отличаться от земной. Из-за низкого давления и температуры процесс застывания смеси может идти иначе. Возможно, строительной робототехнике придется работать в отапливаемых шатрах или использовать другие технические хитрости. Но главное — принцип доказан: это возможно. На Земле уже существуют напечатанные на 3D-принтере дома, и любой желающий может увидеть, как работает устройство, способное в будущем возводить жилье на Красной планете. Технологии, которые кажутся нам обыденными сегодня, завтра станут ключом к межпланетной экспансии.
Примечательно, что сфера применения подобной технологии не ограничивается лишь Марсом. Те же принципы могут быть использованы для строительства баз на Луне, где реголита тоже в избытке. Более того, на Земле это открывает эру доступного и быстрого строительства: напечатать недорогой дом можно всего за несколько дней, решая проблемы жилья для миллионов людей. Но самый захватывающий рубеж — это, конечно, космос. Мы стоим на пороге эпохи, когда первые внеземные поселения будут не собраны из деталей, доставленных с прародины, а выращены, словно живые организмы, из грунта другой планеты. И главный инструмент этого будущего — 3D-принтер — уже сегодня работает у кого-то в гараже или строительном городке, прокладывая человечеству путь к звездам.
Оценили 14 человек
20 кармы