Ze všech divů zobrazených v knihách a filmech sci-fi je jedním z nejzajímavějších strojů, které dělají vše, co potřebujete nebo toužíte. Stačí zadat podrobný plán, nebo stisknout tlačítko pro položky naprogramované do stroje - vytočí se, stroj hučí a vyskočí, co jste požadovali. Technologie nám dává Aladinovu lampu. Šikovné zařízení, které najde mnoho využití.
Zatím tam ještě není dost, ale hrubé verze takových představených strojů již existují. Tyto stroje se nazývají generátory „rychlých prototypů“ nebo trojrozměrné tiskárny. Vezmou digitalizované informace o rozměrech a tvaru objektu a použijí tato data k řízení výrobce, který objekt znovu vytvoří pomocí různých materiálů. Typicky tyto stroje používají snadno formovatelné plasty a epoxidové pryskyřice, ale v zásadě by jakýkoli materiál mohl být použit k vytvoření prakticky jakéhokoli předmětu.
Jaký je význam této technologie pro vesmírný let a pro Měsíc? Jedním z klíčových objektů měsíčního návratu je naučit se používat materiální a energetické zdroje Měsíce k vytváření nových schopností. K dnešnímu dni jsme se zaměřili na jednoduché suroviny, jako je hromadný regolit (půda) a voda nalezená na pólech. Je rozumné zpočátku omezit naše ambice využití zdrojů na jednoduché materiály, které jsou užitečné a relativně masivní, které v současné době mají tyto náklady na přepravu vrahů při dodání ze Země. Hromadný regolit má mnoho různých použití, jako je stínění (např. Rakety s výfukem rakety), stejně jako surovina pro jednoduché povrchové struktury.
Jakmile jsme však na Měsíci a splnili jsme základní životní potřeby, můžeme začít experimentovat s výrobou a používáním složitějších produktů. Ve skutečnosti obyvatelé Měsíce začnou vytvářet složitější části a předměty z toho, co najdou kolem nich, těsně před jejich dveřmi. Techniky trojrozměrného tisku nám umožní zjistit, co život mimo planetu usnadňuje a zvyšuje produktivitu. Budeme experimentovat pomocí místních materiálů pro údržbu a opravy zařízení, budování nových struktur a konečně zahájení výroby mimo planetu.
Během raných stádií lunárního bydlení budou ze Země přivezeny materiály a vybavení. Při dalším používání, zejména v drsném měsíčním povrchu, dojde k poruchám. Ačkoli zpočátku budeme používat náhradní díly ze Země, pro jednoduché nekomplikované struktury, které jsou potřebné rychle, může trojrozměrná tiskárna vyrobit náhradní díly pomocí materiálů místních zdrojů, které se nacházejí poblíž základny. Většina existujících 3-D tiskáren na Zemi používá plasty a příbuzné materiály (což jsou složité sloučeniny na bázi uhlíku, většinou pocházející z ropy), ale některé zpracování použilo beton, který lze vyrobit na Měsíci ze prosátého regolitu a vody. Kromě toho také víme, že regolit může být fúzován do keramiky pomocí mikrovln, takže rychlé prototypingové aktivity na Měsíci mohou nakonec zjistit, že částečné roztavení částic ve skle je dalším způsobem, jak vytvořit užitečné objekty.
Lunární povrch je dobrým zdrojem materiálu a energie užitečné při vytváření široké škály objektů. Zmínil jsem se o jednoduché keramice a kamenivech, ale navíc je na Měsíci k dispozici celá řada kovů (včetně železa, hliníku a titanu). Křemík pro výrobu elektronických součástek a solárních článků je na Měsíci hojný. Návrhy pro robotické rovery, které doslova spojují horní plochu lunárního regolitu na místě, do solárních článků vyrábějících elektřinu, byly již představeny a prototypy. Můžeme zadávat zakázky na solární energii na Měsíc!
Tento technický vývoj vede k neuvěřitelným možnostem. Už ve čtyřicátých letech si matematik John von Neumann představoval, co nazýval „samoreprodukující se automaty“, malé stroje, které mohly zpracovávat informace tak, aby se samy reprodukovaly exponenciální rychlostí. Je zajímavé, že sám von Neumann myslel na myšlenku použití takových automatů v prostoru, kde jak energie, tak materiály jsou (doslova) neomezené. Stroj, který obsahuje informace a schopnost se sám reprodukovat, může být nakonec nástrojem, který lidstvo potřebuje k „dobytí“ prostoru. Hordy rozmnožovacích robotů by mohly připravit planetu na kolonizaci a poskytnout bezpečné útočiště a stanoviště.
Můžeme experimentovat na Měsíci se samoreprodukujícími se stroji, protože obsahuje potřebné materiálové a energetické zdroje. Samozřejmě v nejbližší době jednoduše použijeme tuto novou technologii k vytvoření náhradních dílů a snad jednoduchých objektů, o nichž se domníváme, že slouží našim okamžitým a utilitárním potřebám. Takové věci se však zvykají vyvíjet daleko nad rámec původně zamýšleného použití a často v směrech, které neočekáváme; nejsme dost chytří, abychom si představili, co nevíme. Technologie trojrozměrného tisku usnadní obyvateli Měsíce - našeho nejbližšího souseda ve vesmíru - jednodušší a produktivnější. Již nyní našli kreativní bývalí pracovníci NASA způsob, jak tuto technologii vyplatit. V budoucnu by se jejich talent mohl uplatnit na to, aby se Měsíc stal druhým domovem lidstva.
Poznámka: Obrázek na začátku tohoto příspěvku je modelem lunárního severního pólu vytvořeného pomocí trojrozměrné tiskárny a LRO laserových výškových dat od Howarda Fink z New York University. Měřítko modelu je asi 30 cm široké.
