Maanbasis uit de printer

Het bouwen van een toekomstige ruimtebasis op de maan is veen logistiek lastige klus. Want hoe krijg je alle bouwmaterialen de ruimte in? De Europese ruimtevaartorganisatie ESA onderzoekt daarom of het haalbaar is om een complete maanbasis ter plaatse in 3D te printen met maanstof.

Op Aarde zijn met 3D-printers die zand als grondstof gebruiken al hele gebouwen gemaakt. ESA onderzoekt nu of vergelijkbare technieken gebruikt kunnen worden om op de maan uit het niets een maanbasis te construeren. Bouwmateriaal als beton en steen hoeft dan niet naar de maan getransporteerd te worden. Bovendien gaat het bouwen enorm snel: ESA test een D-ShapeTM-printer die ongeveer 2 meter aan materiaal per uur kan bouwen. Met wat verbeteringen moet zelfs 3,5 meter per uur haalbaar worden. Daarmee kan een complete basis in amper één week geprint worden.

Architectenbureau Foster + Partners ontwierp in opdracht van ESA een maanbasis. Het is een dragende koepel met een gesloten celstructuur. Die moet bescherming bieden tegen micrometeorieten en ruimtestraling. Onder de koepel kan een onder druk staand opblaasbaar onderdak voor de astronauten geplaatst worden.

Bij wijze van demonstratie werd – op aarde - al een 1,5 ton zware bouwsteen geproduceerd. Vooraleer ESA een 3D-printer naar de maan kan sturen moeten nog een pak obstakels overwonnen worden, zoals het beheersen van maanstof - dat gevaarlijk is om in te ademen - en temperatuursschommelingen op de maan. 3D-printen werkt namelijk het best op kamertemperatuur, terwijl er op de maan in twee weken tijd enorme temperatuursverschillen ontstaan. Voor het 3D-bouwen van een potentiële nederzetting lijken de polen van de maan de beste temperaturen te bieden.

Het maken van bouwmateriaal met een 3D-printer werkt in de ruimte bovendien anders dan op aarde. ‘Het printproces is gebaseerd op het toevoegen van vloeistoffen aan een grondstof. Maar in het vacuüm van de ruimte koken onbeschermde vloeistoffen natuurlijk weg’, aldus Giovanni Cesaretti van Alta SpA, een Italiaanse ruimteonderzoeksbureau dat bij het experiment betrokken is. ‘Als mogelijke oplossing hebben we een mondstuk van een 3D-printer onder een laag regoliet (los materiaal uit de bodem) geplaatst. We zagen vervolgens dat kleine druppels die we door het mondstuk spoten een stukje omhoog kwamen in het materiaal. Dat betekent dat 3D-printen inderdaad kan werken in een vacuüm.’ (kv)