A tudományos fantasztikus könyvekben és filmekben ábrázolt csodák közül az egyik legérdekesebb a gép, amely készít bármit, amire szüksége van vagy vágyakozik. Csak írjon be egy részletes tervet, vagy nyomja meg a gombot a gépbe beprogramozott tételekhez - tárcsázza a forgást, a gép összehúzódik és kiugrik, amit kért. A technológia Aladdin lámpáját adja nekünk. Ez egy praktikus eszköz, amely sokféle felhasználást kínál.
Még nem vagyunk ott, de az ilyen elképzelt gépek durva verziói már léteznek. Ezeket a gépeket „gyors prototípus” generátoroknak vagy háromdimenziós nyomtatóknak nevezzük. Digitalizált információkat vesznek fel az objektum méretéről és alakjáról, és ezeket az adatokat felhasználják az olyan gyártó vezérlésére, amely az objektumot különféle anyagok felhasználásával állítja elő újra. Ezekben a gépekben általában műanyag és epoxigyanta formázása történik, elvben bármilyen anyag felhasználható gyakorlatilag bármilyen tárgy létrehozásához.
Mi a jelentősége ennek a technológiának az űrrepülés és a Hold szempontjából? A Hold visszatérésének egyik legfontosabb célja, hogy megtanulja, hogyan kell a Hold anyagi és energiaforrásait felhasználni új képességek létrehozására. A mai napig az egyszerű alapanyagokra összpontosítottuk figyelmünket, mint például a tömeges regolit (talaj) és az oszlopokon található víz. Indokolt eredetileg korlátozni az erőforrás-felhasználási törekvéseinket egyszerű, hasznos és viszonylag hatalmas anyagokra, amelyeknek jelenleg vannak a gyilkos szállítási költségei, amikor a Földről szállítják. Az ömlesztett regolithnak számos különféle felhasználása van, például árnyékolás (pl. Rakéta kipufogógombák), valamint alapanyaga az egyszerű felszíni szerkezetekhez.
Ha azonban a Holdon vagyunk, és kielégítjük az élet alapvető szükségleteit, megkezdhetjük kísérleteinket összetettebb termékek elkészítésével és felhasználásával. Valójában a hold lakosai bonyolultabb alkatrészeket és tárgyakat fognak készíteni azokból, amelyeket körülöttük találnak, közvetlenül az ajtó előtt. A háromdimenziós nyomtatás technikái lehetővé teszik számunkra, hogy felfedezzük, mi teszi könnyebbé és eredményesebbé a bolygón kívüli életet. Kísérleteink során a helyi anyagokat felhasználjuk a berendezések karbantartására és javítására, új szerkezetek felépítésére és végül megkezdi a bolygón kívüli gyártást.
A holdi lakás korai szakaszában az anyagokat és felszereléseket a Föld szállítja. A folyamatos használat során, különösen a durva holdfelszíni környezetben, lebontások léphetnek fel. Bár kezdetben a Földről származó alkatrészeket fogunk használni, egyszerű, egyszerű bonyolult szerkezetekhez, amelyekre gyorsan szükség van, a háromdimenziós nyomtató helyettesítő alkatrészeket készíthet az előőrs közelében található helyi erőforrások felhasználásával. A legtöbb meglévő 3D-s nyomtató a Földön műanyagokat és rokon anyagokat használ (amelyek összetett szén-alapú vegyületek, amelyek főként kőolajból származnak), de néhány feldolgozáshoz betont használtak, amelyet a Holdon szitált regolitból és vízből lehet előállítani. Ezenkívül azt is tudjuk, hogy a regolit mikrohullámú sütő segítségével kerámia anyagba olvasztható, így a Holdon történő gyors prototípus-készítési tevékenységek végül azt tapasztalhatják, hogy a részecskék üvegbe történő részleges megolvasztása egy másik módszer hasznos tárgyak létrehozására.
A holdfelület jó anyag- és energiaforrás, amely sokféle tárgy létrehozásához hasznos. Megemlítettem az egyszerű kerámiákat és adalékanyagokat, de emellett számos fémek (köztük vas, alumínium és titán) is elérhetők a Holdon. Az elektronikai alkatrészek és napelemek előállítására szolgáló szilícium bőséges a Holdon. Már elképzeltek és prototípusokat készítettek olyan robotkocsikhoz, amelyek szó szerint beolvadnak a Hold regolith helyén lévő felületébe villamos energiát előállító napelemekbe. Kiszervezhetünk napenergia-munkákat a Holdra!
Ezek a műszaki fejlesztések gondolkodásmódot eredményeznek. Az 1940-es években John von Neumann matematikus elképzelte, hogy „önreplikáló automatáknak” hívja azokat a kis gépeket, amelyek feldolgozhatják az információkat, hogy exponenciális sebességgel reprodukálhassák magukat. Érdekes, hogy von Neumann maga is elgondolkodott az ilyen automaták űrben történő alkalmazásának gondolatán, ahol mind az energia, mind az anyagok (szó szerint) korlátlanok. Az ember és az ember számára az űr meghódításához szükséges eszköz lehet egy olyan gép, amely tartalmazza az információkat és önmagának a reprodukcióját. A robotok sokszínűsége felkészíthet egy bolygót a gyarmatosításra, valamint biztonságos menedékeket és élőhelyeket biztosíthat.
Kísérletezhetünk a Holdon önreplikáló gépekkel, mert tartalmazzák a szükséges anyag- és energiaforrásokat. Természetesen a közeljövőben ezt az új technológiát egyszerűen csak alkatrészek és talán egyszerű tárgyak készítésére fogjuk használni, amelyek azonnali és haszonelvű szükségleteinknek felelnek meg. De az ilyen dolgoknak megvan a szokása, hogy messze meghaladják az eredeti tervezett felhasználást, és gyakran olyan irányba, amelyre nem számítunk; nem vagyunk elég okosak, hogy elképzeljük, amit nem tudunk. A háromdimenziós nyomtatás technológiája megkönnyíti és eredményesebbé teszi a Hold - az űrben legközelebbi szomszédunk - lakóhelyét. A NASA volt kreatív munkatársai még most is megtaláltak egy módszert arra, hogy ez a technológia megtérüljön. A jövőben esetleg tehetségeiket lehetne felhasználni arra, hogy a Hold az emberiség második otthona legyen.
Megjegyzés: A levél elején található kép a hold északi pólusának modellje, amelyet háromdimenziós nyomtató és LRO lézer magasságmérési adatok felhasználásával készített Howard Fink a New York-i Egyetemen. A modell mérete kb. 30 cm.
