Mens rumorganisationer verden over er ved at klargøre bemandede missioner til Månen, forsøger forskere allerede at løse den næste udfordring: Hvordan bygger man landingspladser og baser på Månen uden byggematerialer fra Jorden?
Det har danske Emma Porsbjerg fra DTU fundet en del af løsningen på gennem en ny metode til at 3D-printe i månestøv. Efter et vellykket forsøg hos Force Technology på Lindø har hun nu demonstreret, at teknologien også fungerer i større skala og potentielt kan bruges til at fremstille materialer til byggeri på Månen.
– Noget af det mest tilfredsstillende som forsker er, når de resultater, man har arbejdet med i laboratoriet, også viser sig at holde stik i virkeligheden. Med forsøget på Lindø har vi vist, at det er muligt at 3D-printe månestøv med en højere styrke og størrelse end hidtil, hvilket bekræfter dets potentiale som byggemateriale til fremtidens måneinfrastruktur, siger Emma Porsbjerg, ph.d.-studerende på DTU Moonlab.
Fra støvkorn til byggemateriale
Månestøv, der også kaldes regolit, er den eneste tilgængelige råvare på Månen, hvor det dækker hele overfladen i et lag på flere meter. Derfor forventer forskere, at fremtidens landingspladser og månebaser skal fremstilles af støvet, da det er for dyrt at fragte byggemateriale fra Jorden.
Det har dog vist sig lettere sagt end gjort grundet månestøvets porøse egenskaber. Selvom forskere i årevis har forsøgt at 3D-printe med kunstigt fremstillet månestøv, har det været svært at lave prøver og prototyper med en størrelse og styrke, der kan bruges til byggeri.
Det er netop den udfordring, Emma Porsbjergs forskning adresserer. Ved at ændre måden regolitten bliver smeltet sammen på i 3D-printeren har hun udviklet en proces, der skaber stærkere bindinger i materialet og gør det muligt at fremstille større og mere robuste konstruktioner.
Metoden er netop blevet afprøvet i et forsøg over to dage hos Force Technology på Lindø på en af Skandinaviens største industrielle 3D-printere. Her viste testen, at resultaterne fra laboratoriet på DTU også kan overføres til stor skala på en industriel 3D-printer. Det styrker troen på, at forskningen og månestøvet kan bidrage til, at mennesker engang i fremtiden kan bo og arbejde permanent på Månen.
– Det er ikke hver dag, man får mulighed for at arbejde med teknologi, der potentielt kan få betydning for fremtidens rummissioner. Derfor er vi også stolte af at være en del af projektet. Samarbejdet med DTU viser værdien af at kombinere stærk dansk forskning med avanceret udstyr i GTS’ernes unikke testfaciliteter, så nye idéer kan blive testet i virkeligheden, siger Michel Honoré, Senior Team Leader, 3D Print & Additive Manufacturing hos Force Technology.
Fakta: Derfor er månestøv interessant som byggemateriale
Materialet: Månestøv – eller regolit – består blandt andet af alumino-silikater, som ved høje temperaturer kan smeltes til et hårdt glas-keramisk materiale. Forsøgene gennemføres med en kunstig udgave, en såkaldt regolit-simulant, der efterligner månestøvets kemiske og fysiske egenskaber.
Metoden: Emma Porsbjergs metode anvender en højenergilaser til at smelte de enkelte korn af regolit sammen. Ved at lade smeltezonerne overlappe hinanden skabes stærkere bindinger mellem materialets enkelte lag, hvilket reducerer risikoen for revner og gør det muligt at lave større emner i forhold til tidligere forsøg.
Resultaterne: Foreløbige laboratorietests viser en materialedensitet, der svarer til eller overstiger mange almindelige betontyper. Metoden har gjort det muligt at fremstille sammenhængende materialeprøver på cirka 10 × 4 cm og 8 mm tykkelse, hvor tidligere forsøgsprøver typisk har været begrænset til få mm.
Forsøget på Lindø: Metoden er testet i et nyligt overstået forsøg over to dage på en af Skandinaviens største industrielle 3D-printere hos Force Technology med lasere på op til 16 kW.
Anvendelserne: Ambitionen er, at teknologien først skal kunne bruges til landingspladser, veje, strålingsafskærmning og anden grundlæggende infrastruktur på Månen inden for de næste 10-15 år, mens egentlige habitater har en tidshorisont på +20 år.
Om DTU Moonlab:
DTU Moonlab forsker i, hvordan månestøv og andre lokale ressourcer kan bruges til at bygge fremtidens infrastruktur på Månen. Laboratoriet udvikler teknologier til blandt andet 3D-print, støbning og udvinding af ressourcer med henblik på fremtidige landingspladser, veje og månebaser. MOONLAB blev etableret i 2025 af Emma Porsbjerg og Mohamad Bayat ved DTU.
Se en kort video af forsøget her.
