Af alle de vidundere, der er afbildet i science fiction bøger og film, er et af de mest spændende maskiner, der gør alt hvad du har brug for eller ønsker. Bare indtast en detaljeret plan, eller tryk på knappen for genstande, der er programmeret ind i maskinen - drejeknapper drejes, maskinen brummer og springer ud, hvad du anmodede om. Teknologi giver os Aladdins lampe. En praktisk enhed, der vil finde mange anvendelser.
Vi er ikke helt der endnu, men der findes allerede rå versioner af sådanne forestillede maskiner. Disse maskiner kaldes "hurtig prototype" -generatorer eller tredimensionelle printere. De tager digitaliseret information om dimensioner og form på et objekt og bruger disse data til at kontrollere en fabrikator, der genopretter objektet ved hjælp af en række forskellige materialer. Disse maskiner bruger typisk let at forme plast og epoxyharpikser, men i princippet kunne ethvert materiale bruges til at skabe stort set ethvert objekt.
Hvad er denne teknologis relevans for rumfart og for månen? Et af de vigtigste objekter med månens tilbagevenden er at lære, hvordan man bruger månens materiale og energiressourcer til at skabe nye muligheder. Til dato har vi fokuseret vores opmærksomhed på enkle råmaterialer som bulk regolith (jord) og vandet, der findes ved polerne. Det giver mening at oprindeligt begrænse vores ressourceudnyttelsesambitioner til enkle materialer, der er både nyttige og relativt massive, som i øjeblikket har disse dræbertransportomkostninger, når de leveres fra Jorden. Bulk regolit har mange forskellige anvendelser, såsom afskærmning (f.eks. Raketudstødningssprængninger) samt råmateriale til enkle overfladekonstruktioner.
Når vi først er på månen og har opfyldt livets grundlæggende behov, kan vi imidlertid begynde at eksperimentere med at fremstille og bruge mere komplekse produkter. I virkeligheden vil Månens indbyggere begynde at skabe mere komplicerede dele og genstande ud fra, hvad de finder omkring dem, lige uden for deres dør. Teknikkerne til tredimensionel udskrivning giver os mulighed for at opdage, hvad der gør livet uden for planeten lettere og mere produktivt. Vi vil eksperimentere ved at bruge de lokale materialer til at vedligeholde og reparere udstyr, bygge nye strukturer og til sidst begynde produktion uden for planeten.
I de tidlige stadier af månebeboelse vil materiale og udstyr blive bragt fra Jorden. Ved fortsat brug, især i det hårde måneflademiljø, vil der opstå sammenbrud. Selv om vi oprindeligt vil bruge reservedele fra Jorden til enkle ukomplicerede strukturer, der er nødvendige, kan en tredimensionel printer fremstille erstatningsdele ved hjælp af lokale ressourcematerialer, der findes i nærheden af forposten. De fleste eksisterende 3D-printere på Jorden bruger plast og beslægtede materialer (som er komplekse kulstofbaserede forbindelser, for det meste afledt af petroleum), men i nogle forarbejdninger er der brugt beton, som kan fremstilles på Månen ud fra sigtet regolit og vand. Derudover ved vi også, at regolit kan smeltes sammen til keramik ved hjælp af mikrobølger, så hurtige prototyperingsaktiviteter på Månen med tiden kan finde ud af, at delvis smeltning af partikler i glas er en anden måde at skabe nyttige objekter på.
Månens overflade er en god kilde til materiale og energi, der er nyttig til at skabe en lang række objekter. Jeg nævnte enkle keramik og aggregater, men derudover findes en række forskellige metaller (inklusive jern, aluminium og titan) på Månen. Silicon til fremstilling af elektroniske komponenter og solceller er rigeligt på Månen. Design til robotrover, der bogstaveligt talt smelter den øvre overflade af månens regolit til elektricitetsproducerende solceller, er allerede forestillet og prototype. Vi kan outsource solenergijob til Månen!
Denne tekniske udvikling fører til forbløffende muligheder. Tilbage i 1940'erne forestilte matematikeren John von Neumann, hvad han kaldte ”selvreplikerende automat”, små maskiner, der kunne behandle information for at gengive sig selv i eksponentielle hastigheder. Interessant nok tænkte von Neumann selv på ideen om at bruge en sådan automat i rummet, hvor både energi og materialer (helt bogstaveligt) er ubegrænsede. En maskine, der indeholder informationen og evnen til at gengive sig selv, kan i sidste ende være det værktøj, menneskeheden har brug for at ”erobre” plads. Horder med gengivelse af robotter kunne forberede en planet til kolonisering såvel som tilvejebringelse af sikre havner og levesteder.
Vi kan eksperimentere på Månen med selvreplicerende maskiner, fordi den indeholder de nødvendige materialer og energiressourcer. Naturligvis vil vi på kort sigt blot bruge denne nye teknologi til at skabe reservedele og måske enkle genstande, som vi finder, tjener vores umiddelbare og utilitaristiske behov. Men ting som dette har en vane med at udvikle sig langt ud over deres oprindelige forestillede brug og ofte i retninger, som vi ikke forventer; vi er ikke smarte nok til at forestille os, hvad vi ikke ved. Teknologien til tredimensionel udskrivning vil gøre månens beboelse - vores nærmeste nabo i rummet - lettere og mere produktiv. Selv nu har kreative tidligere NASA-medarbejdere fundet en måde at få denne teknologi til at betale sig. I fremtiden kunne måske deres talenter anvendes til at gøre Månen til et andet hjem for menneskeheden.
Bemærk: Billedet i begyndelsen af dette indlæg er en model af den nordlige månepol, lavet ved hjælp af en tredimensionel printer og LRO-laser-altimeturdata af Howard Fink fra New York University. Modellen er ca. 30 cm på tværs.
