Laserski “origami” mogao bi pomoći astronautima u gradnji na Mjesecu

Na Mjesec se ne može ponijeti cijela radionica. Svaki alat, rezervni dio i kilogram građevinskog materijala mora se lansirati sa Zemlje, pa istraživači Sveučilišta u Floridi ispituju može li laser jednoga dana pomoći astronautima da od lokalnih materijala izrađuju korisne dijelove i jednostavnije konstrukcije.

U jednom od pokusa tim je laserski savio staklo izrađeno od simuliranog mjesečeva tla. Riječ je o ranom istraživanju, ali rezultat pokazuje zašto je ova tehnologija zanimljiva: materijal se može oblikovati bez kalupa, velikih strojeva i fizičkog pritiska.

Kako laser savija materijal

Projekt vodi Victoria M. Miller sa Sveučilišta u Floridi. Njezin tim istražuje lasersko oblikovanje, metodu u kojoj se materijal savija toplinom, bez izravnog dodira.

U radu objavljenom u časopisu Lasers in Manufacturing and Materials Processing istraživači su ispitivali kako se takvo savijanje ponaša u različitim atmosferskim uvjetima. To je važno za svemirsku proizvodnju jer bi se isti postupak na Mjesecu morao koristiti u vakuumu, daleko od uvjeta u zemaljskim radionicama.

Kod laserskog oblikovanja materijal se zagrijava na precizno odabranom mjestu. Toplina stvara naprezanja u materijalu i mijenja njegov oblik. Za razliku od klasične proizvodnje, nisu potrebni veliki strojevi, kalupi ni snažan mehanički pritisak.

“Na Zemlji, kada nešto gradimo, imamo strojeve,” rekla je Miller. “Velike količine strojeva, mase i prostora nisu toliki problem u uobičajenoj proizvodnji na Zemlji.”

 U svemiru se ne može nositi sve

Na Mjesecu ta pravila više ne vrijede. Alat koji je na Zemlji običan dio radionice u svemiru postaje teret koji treba lansirati, prevesti, smjestiti i održavati. Svaki dodatni kilogram povećava cijenu i složenost misije.

Zato je posebno važno pitanje može li se dio opreme izrađivati tek kada zatreba. Astronauti tada ne bi morali nositi veliki broj rezervnih dijelova za svaki mogući kvar.

“Kada se nešto pokvari u svemiru, ne želite nositi tri rezervna primjerka svakog dijela,” rekla je Miller. “Bilo bi vrlo praktično kada biste zamjenski dio mogli izraditi po potrebi.”

Takav pristup mogao bi biti koristan u orbiti i na Mjesecu. Umjesto dugog popisa dijelova poslanih sa Zemlje, posade bi dio alata i zamjenskih elemenata mogle izrađivati ondje gdje rade.

Staklo od mjesečeva tla

Najzanimljiviji pokus u ovom istraživanju povezan je s regolitom, slojem rastresitog kamenja i prašine koji prekriva Mjesečevu površinu. Suradnik istraživačkog tima izradio je komad stakla od simulanta mjesečeva tla, a zatim su ga istraživači savili laserom.

“Jedan od pokusa bio je da nam suradnik izradi komad stakla od simulanta mjesečeva tla,” rekla je Miller. “Zatim smo našom tehnologijom laserskog savijanja savili to mjesečevo staklo.”

Pokus ne znači da je tehnologija spremna za gradilišta na Mjesecu. Pokazuje, međutim, da se materijal sličan onome na Mjesečevoj površini može obraditi bez uobičajene industrijske opreme.

Za buduće misije to bi moglo smanjiti potrebu za dopremom materijala sa Zemlje i povećati oslanjanje na ono što je već dostupno na Mjesecu.

Tehnologija za Mjesec, Mars i Zemlju

Millerin tim ispituje koliko se lasersko oblikovanje može primijeniti na različite materijale. Prema njezinim riječima, najviše je zanima širina mogućih primjena.

“Možemo savijati gotovo sve,” rekla je. “Još nisam pronašla materijal koji ne možemo saviti, čak ni staklo.”

Istraživanje nije ograničeno na svemir. Miller navodi da se ista tehnologija može koristiti i na Zemlji, osobito u fleksibilnoj proizvodnji za obrambene potrebe.

“Tehnologija je namijenjena i primjenama na Zemlji. Usredotočeni smo na fleksibilnu proizvodnju za obrambene potrebe,” rekla je Miller.

Za svemirske misije ključna je ideja jednostavna: ono što se može izraditi na mjestu rada ne mora se unaprijed lansirati sa Zemlje. Ako se lasersko oblikovanje pokaže pouzdanim u svemirskim uvjetima, moglo bi postati važan alat za održavanje opreme, izradu zamjenskih dijelova i gradnju jednostavnijih struktura na Mjesecu, a poslije i na Marsu.

Ivan Petričević

Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.