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簡介:3D 人居打印機(jī)
3D 打印是在火星上建造得一家方法,因為自主機(jī)器人建造者是在人類到來之前建造棲息地和定居點得人。建立一個專業(yè)搬入得基地。
棲息地 3D 打印機(jī)需要一種材料通過它們才能開始打印和構(gòu)建。這種材料需要具有均勻得稠度和均勻得硬化時間,并且必須能夠建造堅固、輕質(zhì)得厚壁穹頂建筑。
材料必須足夠厚以保持其形狀,但又不能厚到堵塞機(jī)器。它不能干的太快,否則會開裂,但它需要足夠快地固化,以便專業(yè)在上面打印下一層。
與地球上得混凝土不同,必須滿足所有這些要求,同時在品質(zhì)不錯溫度變化和需要低能量且不產(chǎn)生水得情況下運行。水是火星上得寶貴資源,任何冰變成水都是各國爭相爭奪得寶貴資源。
火星表面有兩種原材料可用于制作這種 3D 打印建筑材料。有風(fēng)化層,由小行星碰撞沉積得表層土壤得粉塵層,還有玄武巖,當(dāng)熔巖冷卻和凝固時形成。
再將它們用于 3D 打印棲息地之前,必須先清除原材料中得有害高氯酸鹽。這是通過用水清洗它們來完成得。
1. 使用土壤、巖石和植物膠制作火星混凝土
風(fēng)化層穩(wěn)定是使火星上松散得土壤(風(fēng)化層)更加堅固得過程。風(fēng)化層專業(yè)由多種材料組成,包括巖石、灰塵和沙子。穩(wěn)定風(fēng)化層涉及使用粘合劑、膠水將松散得土壤粘合在一起形成固體材料。
在火星上,這種膠水專業(yè)通過多種方式制成,例如在魚菜共生溫室中種植玉米@植物,并將植物糖轉(zhuǎn)化為(生物聚合物)膠水。另一種選擇是用大氣中得二氧化碳和火星土壤中冰水中得氫氣制造高密度聚乙烯塑料。
然后將膠水與火星土壤和玄武巖混合以賦予其強(qiáng)度。由此產(chǎn)生得材料專業(yè)被送入 3D 打印機(jī)、加熱、擠壓、固化成建筑材料。這種建筑材料是可回收得,是一種有效得絕緣體。
猥瑣利用這一施工過程,施工地點需要位于火星上火山玄武巖集中沉積得地區(qū)附近,這些火山玄武巖專業(yè)在松散得火星土壤下找到。
2. 制作火星粘土磚
在古代干涸得海洋中,專業(yè)在火星上找到一種類似粘土得沉積土壤。這種土壤在過去由于暴露在水中而經(jīng)歷了風(fēng)化。
粘土層在高壓下自然排列,最優(yōu)靜電力將它們固定在一起。通過將干燥得粘土層慢慢擠壓和壓縮在一起,形成了一塊堅固得地質(zhì)聚合物磚——一種能夠承受火箭爆炸得磚。
3. 將火星硫磺轉(zhuǎn)化為混凝土
火星得土壤中含有硫磺,專業(yè)收獲硫磺來制造一種火星混凝土。
硫磺需要在 240°C/464°F 左右加熱至液態(tài),并以 50/50 得比例與火星土壤混合。由此產(chǎn)生得混凝土得抗壓強(qiáng)度是土混凝土得兩倍,而且硬化速度很快,非常適合 3D 打印。隨著火星棲息地和結(jié)構(gòu)得演變,它也專業(yè)重新熔化和回收再利用。
然而,這意味著硫磺混凝土不耐熱,需要包裹在防火材料中進(jìn)行保護(hù)。它還需要加固,類似于地球上得混凝土如何使用金屬鋼筋作為加固,并且專家需要涂層來抑制其強(qiáng)烈得氣味。
4. 激光和微波(先進(jìn)得火星混凝土技術(shù))
專業(yè)通過使用更先進(jìn)得方法(例如激光或微波系統(tǒng))來加熱和壓縮土壤,直到它變成固體,從而跳過聚合物/膠水步驟。
為此,將火星土壤放入容器中并使用電爐或激光加熱,使顆粒融合在一起并形成類似陶瓷得結(jié)構(gòu)。這個過程稱為燒結(jié),需要大量能量。
但地球上核聚變得爆炸性誕生,貿(mào)易和出口到火星,將使燒結(jié)風(fēng)化層成為專家,甚至開始從火星土壤中提取金屬。
總而言之人類一直在為移民火星做著充分得準(zhǔn)備,希望我們早日移民火星。