32C3: Impresión 3D en la Luna

¿Cómo te resistes a este título de discurso? ¡No puedes! [Karsten Becker]Es imprescindible hablar sobre las impresoras 3D que usarías en la luna.

[Part-Time Scientists] estaba un grupo de 35 personas trabajando en una misión a la luna. Más tarde ganaron la ronda de clasificación en Google Lunar XPRIZE, consiguieron mucho dinero y se asociaron con algunos patrocinadores corporativos importantes, entre los que se encuentra Audi. Ahora han agregado once empleados a tiempo completo y han actualizado el nombre a [PT Scientists]. (¡Aceptan solicitudes si quieres ayudar!)

Una parte realmente interesante de su misión planeada es aterrizar cerca del sitio de aterrizaje del Apolo 17, lo que les permitirá controlar la vieja nave espacial lunar que la NASA dejó allí la última vez. La ciencia aquí es que después de 45 años esperan descubrir cómo todos los materiales que componen el vehículo de investigación han resistido a lo largo del tiempo.

Pero el principal atractivo de su misión es la impresión 3D experimental con materiales in situ. Cómo [Karsten] dice: “La impresión 3D es difícil … pero queremos hacerlo en la luna de todos modos”.

Una idea es básicamente calentar el regulador lunar en el microondas (y derretirlo). Esto debería funcionar porque hay un elemento de hierro decente en el regolito, por lo que si pueden calentarlo, debe derretirse. La captura con microondas es la direccionalidad: es difícil hacer buenos detalles. Una ventaja debería ser la fácil construcción de estructuras similares a las carreteras pavimentadas con regolito derretido. Las partes del microondas son duraderas y deben resistir el lanzamiento, y el microondas es relativamente eficiente en términos de energía, así que eso es lo que pretenden.

Pero existen otras alternativas. La Agencia Espacial Europea planea traer un aglutinante similar a epoxi y pegar un regulador en capas como una impresora de cemento molido. El problema es, por supuesto, iniciar sesión primero en el enlace completo a la luna.

Y luego están los láseres. [Karsten] Hablamos un poco sobre los láseres porque no funcionan con mucha energía y la óptica es incómoda, algo que no le gustaría mantener alejado del suelo.

La última opción es que [Karsten] se mencionó la posibilidad de utilizar termitas generadas localmente para fusionar regolitos. Esto ha sido probado en el suelo y debería funcionar. [Karsten] Pensé que era una opción interesante, pero las bolas de termitas calientes son quizás difíciles para los vehículos de investigación, y el costo de los errores es tan alto que lo retrasarán para una misión futura.

Al final, la presentación duró solo treinta minutos, por lo que hay una gran sesión de preguntas y respuestas después de eso. ¡No te vayas a casa después de escuchar a la audiencia aplaudir!

  • Bret dice:

    Suena como este libro de By Cory Doctorow http://boingboing.net/2015/05/22/the-man-who-sold-the-moon.html

  • Meatspin Goatse dice:

    La gente en África podría usar estos métodos de fusión para construir casas reales con barro o arena.

    • Artenz dice:

      Existen técnicas mucho más sencillas para fusionar barro, como hacer ladrillos de adobe.

      • Lupus Mecánico dice:

        Aquí hay estiércol de paja y arcilla. Está casi impreso en 3D con tus manos.

  • Damián dice:

    De hecho, el método más fácil y eficaz es utilizar la energía solar muy intensa como simples rayos de enfoque para derretir el regolito. La impresión solar 3d de arena se muestra en el suelo en este video de YouTube aquí http://www.youtube.com/watch?v=ptUj8JRAYu8
    El uso de esto demuestra en el vacío que lo que tenemos en la luna produciría objetos mucho más fuertes, ya que retendrían mejor su calor para fusionarse con la siguiente capa.
    De esa manera se podrían construir todo tipo de infraestructura, no solo carreteras.

    • Artenz dice:

      No sé si retendría mucho mejor el calor. La pérdida de calor por radiación aumenta con la cuarta potencia de la temperatura, por lo que cuando la temperatura aumenta, se convierte en el mecanismo dominante.

      • Ludwig dice:

        La temperatura de transición de fase para la fusión del regolito lunar es constante, por lo que teniendo solo pérdida de calor por radiación en el vacío o pérdida de calor por radiación y conducción en una atmósfera, la primera sigue siendo preferible. Para microondas, la pérdida de calor por radiación también está presente, pero la energía óptica está mucho mejor enfocada …

        • Requerido dice:

          ¡Y podemos solucionar las pérdidas de radio con una manta espacial!

    • Tomas SA2TMS dice:

      Ciertamente, podría publicar algo similar en teoría, pero el problema es que tiene que sobrevivir al lanzamiento. Incluso aparece en el segmento de preguntas y respuestas.

      Y una respuesta rápida a Artenz: también hay pérdida de calor por radiación aquí en la Tierra, por lo que resulta que en realidad es más fácil hacerlo en el vacío (porque no hay convección).

      • Artenz dice:

        Si en la Tierra, la pérdida de calor por radiación representa el 80%, la eliminación de la pérdida de calor por convección solo ayuda a eliminar el último 20%, lo que no hace una gran diferencia.

        • Tomas SA2TMS dice:

          Bueno, si trabaja dentro de un límite de masa, entonces una salida de calor un 20% más baja significa un área de lente un 20% más baja, lo que ciertamente ayuda:]
          Pero aparte de eso, necesita una óptica de lujo que tenga que plegarse y desplegarse y ser ajustable … es una molestia. Algunos amigos y yo que estamos un poco involucrados en este proyecto lo hemos pensado bastante, y cualquier cosa más allá de quizás láser + galvanización será muy difícil solo desde un punto de vista mecánico. La idea del microondas presentada por Karsten parece bastante factible, especialmente si puede usar el vehículo de investigación para moverlo.

          • zenzeddmore dice:

            Básicamente, estamos hablando de objetos y elementos estructurales bastante imprecisos, ¿verdad? Carreteras, paredes, armazones de cama, sillas, mesas, unidades de almacenamiento, masa de ablación efectiva de meteoritos, prensa de bloqueo y algunas herramientas como martillos, palancas, etc.
            Una lente Fresnel no sería tan pesada o propensa a las necesidades de cuidado como otros proyectos. Incluso se podría considerar el uso de los músculos acuáticos de la memoria para la vista xyz para reducir los problemas de polvo regulado (que se mete en todo y muele las partículas).

          • Greenaum dice:

            Hubo un artículo aquí hace unos años, sobre un tipo que construyó su propia impresora solar 3D y la llevó al desierto. Se las arregló para hacer cuencos rugosos y similares, de arena / vidrio. Estoy bastante seguro de que las lentes eran fresnel planas, tal vez metros cuadrados en total, en 4 lentes cuadradas. Todo estaba en una especie de carro.

            Eso podría ser hermoso en la Luna. Quizás no tener atmósfera significaría más luz solar, más fácil de enfocar. Tal vez incluso podrías salir de la órbita si fuera una órbita lo suficientemente baja y lenta. O anima a los robots a que lo hagan desde el suelo. Poder hacer edificios, carreteras, etc. El vidrio era translúcido, por lo que obtendría luz natural en su cúpula lunar. Incluso si tiene que arreglar el lugar un poco después de llegar allí, tener una gran cantidad de material masivo sería muy útil. Las reparaciones también serían fáciles, simplemente vuelva a fundir cualquier pieza que se agriete.

    • Josh dice:

      Sin embargo, parte del problema con la energía solar en la luna es que es bastante confuso en términos de cobertura. Pasas una parte significativa de cada día a la sombra de la Tierra y luego también tienes la rotación de las lunas. Además, si intenta caer en un bonito cráter plano o cerca de la cresta de una montaña, se verá obstaculizado. Al menos puedes contar las nubes, supongo.

      • Eugenio dice:

        Los eclipses lunares ocurren solo 2-5 veces al año en la Tierra. Un día lunar dura aproximadamente 2 semanas. Si quisiera obtener el máximo beneficio de la energía solar, establecería la producción lejos de las cordilleras y las cadenas montañosas. El lado de la luna nos regala una hermosa esposa plana sin obstrucciones. Con una óptica conductora (espejos o lentes) podrías acercarte a 2 semanas de energía incluso con el sol cerca del horizonte, ya que no hay atmósfera para reducir la luz solar.

        • Dan dice:

          Es inútil dejar caer un sistema solar en la superficie de la luna, tiene mucho más sentido usar los puntos de Lagrange con el reflector de primera fase más grande ubicado en L4 yo L3 y luego el secundario / s en L1 yo L2. Esto le brinda una cobertura completa de cualquier punto de la superficie de las lunas y la mayor cantidad de luz solar concentrada para cualquier masa dada de un reflector porque las estructuras orbitales pueden ser más ligeras.

          • Damián dice:

            Los puntos de Lagrange serían muy buenos lugares para que los generadores eléctricos brillantes alimentaran barcos en todo el sistema solar. Dudo que sean directamente útiles para imprimir objetos en 3D en la luna que no sean las calles. Incluso el primero en hablar del surgimiento de posibles rayos de muerte tan poderosos podría encontrar a más de unas pocas naciones en su contra.

    • METRO dice:

      Buena suerte llevándote grandes lentes Fresnel a la luna en una sola pieza.

  • ALINOME el A dice:

    ¿Por qué no entraste en YouTube?
    https://www.youtube.com/watch?v=tC_DVK3RfLU

    • zenzeddmore dice:

      No se como.

  • Lupus Mecánico dice:

    Bueno, no usas ninguno de esos métodos, usas un taladro nuclear que derrite las paredes del calibre … Tienes que bajar para salir de la radiación, no subir. Entonces solo necesitas limitarlo.
    https://eo.wikipedia.org/wiki/Subterrene

    • Lupus Mecánico dice:

      Sin mencionar el suministro casi inagotable de helio 3 en la luna, solo utilícelo para alimentar un taladro de fusión. Acelerar estas tecnologías es similar a acelerar la energía eólica, en lugar de esperar un 30% de eficiencia de la energía solar fotovoltaica.

      • Artenz dice:

        La concentración de He3 en la luna es en realidad muy baja, y la concentración de reactores de fusión de He3 en funcionamiento en la luna es aún menor.

        • Dave dice:

          La concentración de reactores de fusión en funcionamiento (de manera utilizable) es muy baja en nuestro sistema solar. Sin incluir ninguna fuente de neutrones, y nuestro sol, por supuesto.

          • Artenz dice:

            La cuestión era que ni siquiera tenemos un reactor de fusión en funcionamiento en el suelo, y mucho menos uno que pueda tomar He3 como combustible.

            Y cuando veo el tamaño y la masa de los reactores de fusión experimentales actuales, mi primer pensamiento no es, “conectemos eso a un cohete y enviémoslo a la luna”.

            Creo que los paneles solares serían una mejor forma de obtener energía.

          • Dave dice:

            @Artenz – Estoy de acuerdo. Los paneles solares serían mucho menos costosos de enviar a la luna.

        • Lupus Mecánico dice:

          ¿Es baja la concentración de personas inteligentes que trabajan en fusiones? ¿Cuántas impresoras 3D que funcionan actualmente hay en la luna?

          ¿Te das cuenta de cuánto vale un gramo de material anti-fusión de electrones? El uranio-235 contiene de dos a tres millones del equivalente energético del petróleo. Deuterio La fusión de deuterio tiene el equivalente a 1,897,389,192.5 galones [U.S.] de gasolina con neutrones libres desagradables. He 3 es similar en términos de densidad de energía.

          Esto significa que si alguien tiene suficiente dinero, podría comience a extraer la luna de inmediato y obtenga ganancias. Y no, estás equivocado, la concentración de he-3 es muy alta en la luna en comparación con cualquier parte de nuestro sistema solar. 50 ppb en áreas sombreadas es mucho más extraíble durante la perforación. Si se sobrecalienta la roca de todos modos, también podría succionar el helio.

          • Lupus Mecánico dice:

            eso es 1 tonelada métrica de DD derritiéndose por 1 tonelada métrica de aceite …
            Independientemente de todas estas tecnologías de impresión con fusibles, también debe buscar capturar un he-3 liberado.

          • Dave dice:

            He3 vale dinero si se puede usar para hacer algo rentable. Sacarlo, licuarlo y devolverlo a la tierra no es rentable, por lo que solo lo hace útil en la luna como combustible. La fusión deuterone-tritone tiene un beneficio mayor. El tritio se produce fácilmente incluso en un reactor de investigación pequeño, y la captura de neutrones en litio-6 o litio-7 (dependiendo de la energía de neutrones indecente) en la capa del reactor puede generar combustible adicional. El tritio se desintegra en He-3. El año pasado se utilizaron 60.000 litros de He-3 en Estados Unidos. Su costo es de alrededor de $ 2000 por litro (gasolina en STP) en la actualidad.
            Y, en este punto, el equipo y la infraestructura para soportar un dispositivo de fusión con un tamaño lo suficientemente grande como para cruzar el punto de equilibrio excede con creces la masa total que podría enviarse a la luna incluso con 100 lanzamientos.

          • Artenz dice:

            50 ppb significa que tienes que desenterrar y procesar 20000 toneladas de regolito para producir 1 kilogramo de He3. Y tales concentraciones se encuentran solo en la capa superficial de áreas constantemente sombreadas, lo que significa que no tiene energía solar conveniente y un gran desafío para mantener las máquinas funcionando en frío.

            Y 1 kilogramo de He3 no es mucho. Si lo usara para impulsar el consumo de electricidad de los EE. UU., Solo tomaría media hora, por lo que tendría que extraer alrededor de un millón de toneladas de buena regulación todos los días para mantenerse al día con eso.

  • Miguel dice:

    Es posible que le interese una publicación de ACI publicada hace unos 25 años sobre la producción de cemento y hormigón lunar, SP-125: https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal.aspx?m=results&Publication=Special+Publication&volume=125

    Aunque no suena tan genial como la impresión 3D o los láseres, encuentro la ciencia del hormigón igual de interesante. Sin embargo, un gran problema con cualquier método de producción enumerado aquí es la generación de calor y la eliminación de dicho calor en el vacío.

  • Gena Hacker dice:

    Me sorprende que no se mencione la fusión por haz de electrones. La fusión de haces de electrones es similar a la sinterización por láser, excepto que en lugar de usar un láser, usa un haz de electrones y en lugar de sinterizar, derrite el polvo. Es más eficaz que usar láseres; una máquina de corte por láser con plástico consume tanta energía por unidad de masa como una máquina de fusión electrónica con titanio. Además, debido a que puede escanear un haz de electrones muy rápidamente de un lado a otro, puede obtener un control térmico mucho mejor (aquí hay un video increíble sobre aquí: https://www.youtube.com/watch?v=Cqa3TMxje14). Lo bueno es que la luna es un gran vacío, por lo que no necesita una cámara de vacío compleja y una bomba como la que necesitamos en la Tierra.

    • Centinela SOI dice:

      Es más que un vacío bastante difícil (2 × 10 ^ -12 torr), pero aún consideraría una ventana de plasma. Un poco de polvo arruinaría tu visita. El problema con la MBE es que puede y hace un generador de rayos X asombroso. Sin el blindaje adecuado, todo lo que se encuentre cerca de él debe endurecerse contra las erupciones solares continuas, de manera efectiva.

  • Dan dice:

    La superficie lunar puede tener + 4 km de espesor, pero el polvo del rollo, que se fusiona fácilmente, en la superficie tiene solo cm de profundidad.

  • Un dron dice:

    La luna está demasiado polvorienta para pintarla.

  • Humberto Munda dice:

    Curiosamente, me gusta tu forma de pensar

Maya Lorenzo
Maya Lorenzo

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