1969年的阿波羅11號(hào)登月任務(wù)僅持續(xù)了8天。如果我們想在月球、火星甚至更遠(yuǎn)的地方建立永久性基地，那么未來(lái)的宇航員將不得不在太空中度過(guò)更多的日子，數(shù)月或數(shù)年遠(yuǎn)離地球。那么問(wèn)題就來(lái)了：如何在太空中維持長(zhǎng)期生存和生活？從地球發(fā)射材料和物資成本太過(guò)高昂且不可持續(xù)，最好的辦法仍然是就地取材。
過(guò)去的研究集中于如何在月球表面獲取原材料用于建造房屋、道路等基礎(chǔ)生活設(shè)施?，F(xiàn)在3D打印技術(shù)的日益成熟幫助科研人員更深入一些，新的研究聚焦于在月球上3D打印各種設(shè)施的零部件或替換備件，原材料正是遍月都是的月球塵埃。
利用月球塵埃3D打印生活設(shè)施零部件
3D打印也就是增材制造技術(shù)，多年來(lái)已經(jīng)頻繁用于航空航天的科研項(xiàng)目，包括NASA向國(guó)際空間站ISS發(fā)射了一臺(tái)用于太空工況測(cè)試的3D打印機(jī)。而用于3D打印的原材料則多種多樣，除了塑料、金屬、陶瓷等之外，黏土也是其中的一種。另外3D打印還高度自動(dòng)化、節(jié)省人力，并支持遠(yuǎn)程操控。從理論上來(lái)說(shuō)完全可以在宇航員到達(dá)月球之前先發(fā)射3D打印機(jī)并制造基礎(chǔ)設(shè)施或工具，一旦宇航員登月成功立刻利用月球上的設(shè)施開(kāi)展工作。
用月球塵埃直接3D打印工具零件
當(dāng)然也存在重大挑戰(zhàn)。3D打印主要是為在地球上使用而開(kāi)發(fā)的，其原理所依賴的重力和溫度都與地表環(huán)境密切相關(guān)。而到了月球或火星上更復(fù)雜的環(huán)境之下，一切都還是未知數(shù)。
月球表面被風(fēng)化層覆蓋，這是一種松散的粉狀材料，由數(shù)百萬(wàn)年的流星轟擊月球表面而形成。我們可以把它理解為月球的土壤，由不到幾毫米的細(xì)微顆粒組成。對(duì)于3D打印來(lái)說(shuō)這種土壤就是天然形成的極佳原材料，輔以粘合劑、催化劑將能夠打印出用途廣泛的零件或設(shè)施。
月球表面的風(fēng)化層
英國(guó)拉夫堡大學(xué)增材制造研究小組（AMRG Group）的Thanos Goulas博士發(fā)表了一篇名為《用月球塵埃3D打印》的論文。該小組成員一直在研究如何使用月球風(fēng)化層來(lái)打印一系列工程組件。
