サイエンスフィクションの本や映画に描かれているすべての不思議の中で、最も興味をそそるのは、必要なものや望むものを作る機械です。 詳細な計画を入力するか、機械にプログラムされたアイテムのボタンを押すだけです。ダイヤルを回すと、機械がハミングして、要求したものがポップします。 技術はアラジンのランプを提供します。 多くの用途が見つかる便利なデバイス。
私たちはまだまだそこにはいませんが、そのような想像されたマシンの粗雑なバージョンはすでに存在しています。 これらのマシンは、「高速プロトタイプ」ジェネレーターまたは3次元プリンターと呼ばれます。 オブジェクトの寸法と形状に関するデジタル化された情報を取得し、そのデータを使用して、さまざまな素材を使用してオブジェクトを再作成する製造業者を制御します。 通常、これらの機械は成形が容易なプラスチックとエポキシ樹脂を使用しますが、原則として、事実上あらゆるオブジェクトを作成するためにあらゆる材料を使用できます。
この技術と宇宙飛行および月との関連性は何ですか？ 月の帰還の重要な目的の1つは、月の材料とエネルギー資源を使用して新しい機能を作成する方法を学ぶことです。 これまで、私たちはバルクレゴリス（土壌）や極で見つかった水などの単純な原材料に注意を向けてきました。 資源利用の野心を、有用で比較的大量の単純な材料に最初に限定することは理にかなっています。これらは現在、地球から配送される際に輸送コストがかかるものです。 バルクレゴリスには、単純な表面構造の原料だけでなく、シールド（ロケット排気ブラストバームなど）など、さまざまな用途があります。
しかし、ひとたび月に着くと、生活の基本的な必需品に出会うと、より複雑な製品を作り、使用する実験を始めることができます。 実際には、月の住民は、ドアのすぐ外で、彼らの周りで見つけたものから、より複雑なパーツやアイテムを作成し始めます。 三次元印刷の技術により、私たちは、惑星外での生活をより簡単に、より生産的にするものを発見することができます。 現地の材料を使用して実験を行い、機器の保守と修理を行い、新しい構造を構築し、最終的に惑星外製造を開始します。
月の居住の初期段階では、材料と機器が地球から運ばれます。 特に厳しい月面環境での使用を継続すると、故障が発生します。 最初は地球のスペアパーツを使用しますが、迅速に必要な単純で単純な構造のために、3次元プリンターは前post基地の近くにある地元のリソース材料を使用して代替パーツを作成できます。 地球上のほとんどの既存の3Dプリンターは、プラスチックと関連材料（ほとんどが石油由来の複雑な炭素ベースの化合物）を使用しますが、一部の処理ではコンクリートを使用しています。 さらに、マイクロ波を使用してレゴリスをセラミックに融合できることもわかっているため、月のラピッドプロトタイピングアクティビティでは、粒子状物質を部分的にガラスに溶かすことが有用なオブジェクトを作成する別の方法であることが最終的に判明する可能性があります。
月面は、多種多様なオブジェクトを作成するのに役立つ材料とエネルギーの優れた供給源です。 簡単なセラミックと骨材について述べましたが、さらに、月にはさまざまな金属（鉄、アルミニウム、チタンを含む）が入手可能です。 電子部品や太陽電池を作るためのシリコンは月に豊富にあります。 月面レゴリスのインプレース上面を発電太陽電池に文字通り融合するロボットローバーの設計は、すでに想像されプロトタイプ化されています。 太陽エネルギーの仕事を月に外注できます！
これらの技術開発は、驚くべき可能性につながります。 1940年代に、数学者のジョン・フォン・ノイマンは、「自己複製オートマタ」と呼ばれる、情報を処理して指数関数的な速度で自己複製できる小さなマシンを想像していました。 興味深いことに、フォン・ノイマン自身は、エネルギーと材料の両方が（文字通り）無制限の宇宙でそのようなオートマトンを使用するという考えを考えました。 情報とそれ自体を再現する能力を備えたマシンは、最終的に人類が空間を「征服」するために必要なツールになる可能性があります。 ロボットを再現する大群は、植民地化のために惑星を準備するだけでなく、安全な避難所と生息地を提供することができます。
月には、必要な材料とエネルギー資源が含まれているため、自己複製マシンを使って実験することができます。 もちろん、短期的には、この新しいテクノロジーを使用して、私たちの差し迫った実用的なニーズを満たすスペアパーツとおそらくはシンプルなオブジェクトを作成します。 しかし、このようなものは、当初の想定された使用をはるかに超えて、そしてしばしば私たちが予期しない方向に進化する習慣があります。 知らないことを想像するほど頭が良くない。 三次元印刷の技術により、宇宙に最も近い隣人である月の居住がより簡単で生産的になります。 今でも、元NASAの創造的な労働者は、この技術を実りあるものにする方法を見つけました。 将来、おそらく彼らの才能は、月を人類の第二の故郷にすることに応用できるでしょう。
注：この投稿の冒頭の画像は、3次元プリンターとニューヨーク大学のHoward FinkによるLROレーザー高度測定データを使用して作成された月の北極のモデルです。 モデルのスケールは、直径約30 cmです。
