Naujas tyrimas rodo, kad imituojamas Mėnulio gruntas – regolitas – gali būti paverstas itin patvariomis struktūromis, o tai gali atverti kelią tvaresnėms ir ekonomiškesnėms kosminėms misijoms. 
Naudodami specialų lazerinio 3D spausdinimo metodą, tyrėjai išlydė dirbtinį Mėnulio gruntą – sintetines smulkias dulkių daleles, esančias Mėnulio paviršiuje, vadinamą regolito modeliu – į sluoksnius ir sujungė jį su pagrindo paviršiumi, kad pagamintų mažus, karščiui atsparius objektus.
Jei tokia medžiaga bus panaudota Mėnulio paviršiuje, ji gali padėti sukurti tvirtas, netoksiškas buveines ir įrankius būsimiems astronautams – galimybes, kurios būtų gyvybiškai svarbios NASA „Artemis“ misijoms, kuriomis siekiama iki dešimtmečio pabaigos sukurti ilgalaikį žmonių buvimą Mėnulyje.
Tačiau norėdama įvertinti, kaip gerai ši nauja konstrukcinė medžiaga gali veikti kosmose, komanda išbandė savo gamybos procesą įvairiomis aplinkos sąlygomis ir atskleidė, kad bendra medžiagos kokybė labai priklauso nuo paviršiaus, ant kurio spausdinamas gruntas.
Kaip elgiasi Mėnulio grunto modeliavimo priemonė
„Spausdinimo procese derindami skirtingas žaliavas, tokias kaip metalas ir keramika, nustatėme, kad galutinė medžiaga yra labai jautri aplinkai“, – teigė Sizhe Xu, pagrindinis tyrimo autorius ir Ohajo valstijos universiteto pramoninių sistemų inžinerijos magistrantūros mokslo darbuotojas. „Skirtinga aplinka lemia skirtingas savybes, kurios tiesiogiai veikia tam tikrų komponentų mechaninį stiprumą ir atsparumą šiluminiam smūgiui.“
Tyrimas neseniai buvo paskelbtas žurnale „Acta Astronautica“.
Yra dviejų tipų Mėnulio regolito modeliavimo priemonės, kurias mokslininkai naudoja Mėnulio paviršiui tirti. Šios komandos naudotas modelis, vadinamas LHS-1, skirtas atkartoti gruntą, randamą Mėnulio aukštumose – gausiai krateriais nusėtoje vietovėje, kurioje gausu tamsios spalvos bazalto uolienų.
Šiuo atveju tyrėjai atrado, kad nors bandymas atspausdinti LHS-1 ant nerūdijančio plieno ir stiklo paviršių buvo sudėtingas, jis gerai prilipo prie aliuminio silikato keramikos, greičiausiai todėl, kad šie du junginiai sudaro kristalus, kurie padidina terminį stabilumą ir mechaninį stiprumą.
Statybos ne Žemėje iššūkiai
Paaiškėjo, kad kiti aplinkos veiksniai, tokie kaip deguonies kiekis atmosferoje, lazerio stiprumas ir net spausdinimo proceso greitis, taip pat turi įtakos struktūros stabilumui, teigė Sarah Wolff, vyresnioji tyrimo autorė ir Ohajo valstijos universiteto mechanikos ir aviacijos bei kosmoso inžinerijos docentė.
„Kosmose susidaro sąlygos, kurias labai sunku imituoti modeliavimo terpėje“, – sakė ji. „Tai gali veikti laboratorijoje, tačiau išteklių stokojančioje aplinkoje reikia išbandyti viską, kad būtų maksimaliai padidintas mašinos lankstumas skirtingiems scenarijams.“
Nenuostabu, kad specialių sistemų, skirtų ilgoms kelionėms kosmose, kūrimas yra vienas iš sudėtingiausių sėkmingo žmogaus tyrinėjimo aspektų, nes technologijos, sukurtos išteklių panaudojimui vietoje, arba vietinių gamtos išteklių panaudojimui misijų vietose, turi būti suprojektuotos taip, kad atlaikytų ekstremalias vakuumo, dulkių ir šiluminės aplinkos sąlygas.
Kodėl svarbi gamyba kosmose?
Norėdami tai pasiekti, mokslininkai sparčiai kuria pridėtinės gamybos sistemas, kurios padėtų sumažinti poreikį transportuoti didelius kiekius medžiagų ir sunkios įrangos iš Žemės ir leistų astronautams kurti įvairias konstrukcijas, įrankius ir buveines.
Šios technologijos ne tik sutaupytų svarbų misijos laiką, bet ir leistų įguloms ilgiau išlikti nepriklausomoms, keliaujant į tolimąjį kosmosą.
Vis dėlto reikia daugiau duomenų, kad būtų galima įveikti galimus apribojimus, su kuriais gali susidurti būsimi keliautojai, skrendantys į kitus pasaulius. Pavyzdžiui, šis tyrimas rodo, kad, būsimi sistemos dizainai greičiausiai galėtų būti plečiami naudojant saulės energija varomas arba kitas hibridines energijos architektūras.
Galimas poveikis Žemėje
Šios komandos darbas neapsiriboja vien žmonijos siekiu pasiekti žvaigždes, nes geresnis supratimas apie tai, kaip gamyba galėtų veikti kosmose, galėtų padėti tyrėjams atrasti naujų būdų, kaip spręsti kritinio medžiagų trūkumo problemas Žemėje, sakė Wolff.
„Jei mums pavyks sėkmingai gaminti daiktus kosmose, naudojant labai mažai išteklių, tai reiškia, kad galėsime pasiekti ir geresnį tvarumą Žemėje“, – sakė ji. „Šiuo tikslu labai stengiamės pagerinti mašinos lankstumą skirtingiems scenarijams.“
Sizhe Xu et al, Laser directed energy deposition additive manufacturing of lunar highland regolith simulant, Acta Astronautica (2026). DOI: 10.1016/j.actaastro.2025.11.070
Journal information: Acta Astronautica
Robotai nusileido į lavos tunelius, ruošdamiesi būsimų Mėnulio bazių statyboms
NASA iki 2030 m. Mėnulyje planuoja pastatyti branduolinį reaktorių – JAV žiniasklaida
Jeffo Bezoso „Blue Origin“ pristabdys kosmoso turizmą, kad sutelktų dėmesį į Mėnulį