Đất sao Hỏa có thể sử dụng để in 3D các bộ phận của tên lửa

Trong một loạt các thử nghiệm, Amit Bandyopadhyay, giáo sư tại trường Kỹ thuật Cơ khí và Vật liệu, thuộc Đại học Bang Washington (Mỹ), và nhóm của ông đã nghiền nát regolith trên sao Hỏa để chứng minh khả năng của nó như một vật liệu in 3D.

Cụ thể, nhóm các nhà khoa học đã sử dụng regolith để tạo ra đồ gốm và trộn chất liệu này với hợp kim Titan-nhôm-vanadi. Hợp kim này được biết đến với độ bền cực cao và khả năng chống ăn mòn. Nhóm nghiên cứu rất quan tâm đến việc thêm một loại đất mô phỏng sao Hỏa vào nó để xem có cải thiện được mọi thứ hay không.

Họ làm nóng nguyên liệu đến 2.000 độ C và sau đó đổ nguyên liệu đã nấu chảy vào máy in 3D để biến nguyên liệu thành nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra từng trường hợp độ cứng và độ bền. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một hỗn hợp chứa 5% regolith cứng hơn và mạnh hơn một hợp kim titan đơn thuần.

Việc tạo ra gốm sứ 100% regolith trên thực tế không thực sự thành công bởi khi nguội đi, chúng bị nứt. Mặc dù không hữu ích như một vật liệu xây dựng, nhưng nhóm nghiên cứu cho rằng, chúng có thể được sử dụng như một lớp phủ bảo vệ khỏi quá trình oxy hóa và thậm chí có thể làm giảm bức xạ.

Giáo sư phụ trách nghiên cứu, Amit Bandyopadhyay, cho biết: "Điều này chứng tỏ rằng in 3D với regolith là có thể thực hiện được và nó không chỉ ứng dụng để sản xuất các bộ phận bằng nhựa, mà là các bộ phận hỗn hợp kim loại-gốm, có độ bền và độ cứng cao hơn”.

“Trong không gian, in 3D thực sự rất quan trọng nếu muốn hướng tới sứ mệnh khám phá lâu dài, bởi vì chúng ta thực sự không thể mang theo mọi thứ từ Trái đất. Và nếu quên một cái gì đó, chúng ta không thể quay lại để lấy nó”, ông Bandyopadhyay nói thêm.

Ngoài việc giải quyết các vấn đề hậu cần, việc tự sản xuất trên sao Hỏa còn nhằm giảm chi phí. Ví dụ, trên tàu con thoi, mỗi kilogam trọng tải được đưa lên quỹ đạo thấp của Trái đất khiến Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) tiêu tốn 54.000 USD. Bên cạnh đó, khoảng cách trung bình giữa Trái đất và sao Hỏa là 225 triệu km, và chi phí để có nguồn cung cấp cho Hành tinh Đỏ sẽ cao hơn theo cấp số nhân so với Trạm vũ trụ quốc tế ở quỹ đạo Trái đất.