Como a impressão 3D irá auxiliar na colonização espacial

Por Viviane Kettermann Fernandes – Depto. De Engenharia Mecânica, UFSC. Cofundadora do blog Engenheiro de Materiais

Você já pensou como serão feitos os abrigos para os laboratórios e moradias quando for realizada a expedição para Marte? Uma ideia é levar uma máquina de manufatura aditiva, também conhecida como impressora 3D e construir a partir de matéria-prima do próprio planeta.

A manufatura aditiva é um processo que utiliza controle computacional para a construção de um objeto através da adição e união sequencial de um material. A vantagem desse processo em relação aos processos convencionais é a redução do desperdício de matéria prima e energia, assim como o poder de criação de geometrias complexas.

Atualmente as agências espaciais, como a NASA, estão estudando a possibilidade de utilizar a técnica de manufatura aditiva para construir moradias e abrigos no espaço. A ideia seria levar o equipamento da Terra e utilizar a matéria-prima disponível no local de exploração. As superfícies dos planetas e luas geralmente são recobertas por um material rochoso chamado regolito, de forma que ele seria a principal opção para ser utilizada como matéria-prima. A composição desse material rochoso pode mudar muito conforme a localização na qual ele se encontra, porém, em regiões adequadas para a habitação, como nas planícies da Lua, ele é composto por grânulos pequenos (entre 20 e 100 μm – menores que a espessura de um fio de cabelo) de basalto e vidro vulcânico. Nesses casos, o regolito pode conter de 10% até 80% de vidro.

As agências espaciais têm como meta para os próximos anos a construção uma base permanente na Lua para testar projetos a serem utilizados em planetas mais próximos, como Marte e Vênus e também para no futuro utilizá-la como parada de reabastecimento entre a Terra e os outros planetas. O abrigo deve ser apto a proteger as pessoas e os equipamentos robóticos contra radiação espacial, micrometeoritos, tempestades de areia, vácuo, centrais de fissão nuclear e ainda deve possuir isolamento térmico. Outro ponto importante a ser considerado no projeto estrutural é que a pressão interna pode criar tensões no regolito, que é frágil. Também, devem ser considerados a gravidade (diferente em cada planeta), as mudanças de temperaturas e os tremores.

Métodos para estabilizar o regolito lunar e fabricar estruturas em grandes escalas são estudados desde os anos 70. Os processos são separados em algumas categorias, como estabilização mecânica sem aditivos, estabilização com adição de ligantes e estabilização através de reações químicas. O dia em que estaremos construindo moradias na lua já não está mais muito distante, já que nos últimos anos houve desenvolvimentos significativos na área. Em 2006, por exemplo, o professor Behrokh Khoshnevis propôs o desenvolvimento do Contour Crafting, tecnologia que utiliza um guindaste, controlado por computador, para construir edifícios sem a utilização de trabalho manual. A ideia consiste basicamente em criar uma impressora para concreto com objetivo de construir casas em 24 horas. Além disso, em 2014, a empresa Yingchuang New Materials Inc. construiu 10 estruturas de um quarto em apenas um dia, com auxílio de quatro impressoras 3D, utilizando uma técnica conhecida como a FDM (fused deposition modeling). Você pode ver a reportagem sobre as casas no link abaixo (em inglês).

 

Visto que é inviável levar a mão de obra e os materiais necessários para a construção de edifícios no espaço, a impressão 3D é uma forte candidata a essa aplicação. Além disso, é muito provável que essa tecnologia também seja usufruída por nós aqui na Terra, como aconteceram com inovações como a palmilha, lentes resistentes a arranhões e espuma “tempur” para travesseiros, que foram desenvolvidas para auxiliar na exploração espacial e hoje estão presentes no nosso cotidiano. Nesse caso, é até mais provável desfrutarmos dessa tecnologia antes mesmo de alguém habitar a Lua ou Marte. Isso porque o custo da manufatura é baixo, igual a menos de U$ 5.000,00 para 62 m2, porém fatores de segurança ainda devem ser estudados.

Referências 

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