Wytwarzanie przyrostowe z lokalnie pozyskiwanego surowca jest rozpatrywane jako istotny element strategii organizacyjnej na potrzeby budowy stacji badawczych na Księżycu. Wykorzystanie materiałów dostępnych in situ ma w zamyśle za zadanie zmniejszenie uzależnienia eksploracji naszego naturalnego satelity od dostaw surowców.
Podstawowym surowcem w takich warunkach byłby więc regolit księżycowy, a więc materiał będący produktem wietrzenia skał. O perspektywach związanych z możliwością przetwarzania regolitu informowaliśmy już wcześniej:
Tymczasem naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Ohio prowadzą badania nad możliwością bezpośredniego wykorzystania regolitu księżycowego jako surowca w druku 3D. Pewną trudność w tego typu projektach stanowi ograniczony zasób materiału do testów. W całej historii programu Apollo udało się sprowadzić na Ziemię 382 kg regolitu. Próbki pyłu księżycowego zostały także pozyskane w ramach sowieckiego programu Luna i chińskiego programu Chang’e:
Amerykańscy badacze zainteresowali się regolitem pochodzącym z górskich regionów Księżyca, powstałym pod wpływem uderzeń meteorytów i wietrzenia pierwotnej anortozytowej skorupy księżycowej. Ma on postać pyłu o dużej zawartości skaleni, z domieszkami okruchowymi. Podczas gdy badania geologiczne przeprowadzono na rzeczywistych próbkach, do prób technologicznych wykorzystywane są specjalne symulanty. Przykładem takiego materiału jest LHS-1 (lunar highlands simulant), wyselekcjonowany na potrzeby badań jako odpowiadający regolitom górskim.
Jako najodpowiedniejszą metodę druku 3D przy użyciu regolitu górskiego i jego symulantów wybrano technologię LDED (laser directed energy deposition), niewymagającą łoża proszkowego i nadającą się do integracji z robotami przemysłowymi. Jako najbardziej kompatybilny materiał na podkład wytypowano ceramikę glinokrzemianową. Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów zidentyfikowano optymalne parametry druku w celu uzyskania fazy mulitowej, cechującej się stabilnością w wysokiej temperaturze, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, obojętnością chemiczną, elektroizolacyjnością, wytrzymałością mechaniczną i niską przewodnością termiczną.
Badania wykazały możliwość uzyskania w procesie laserowego przetapiania metodą DED trwałych struktur, zdolnych wytrzymać promieniowanie i inne niekorzystne czynniki środowiskowe, występujące na Księżycu. Dalsze badania mogą przyczynić się do przezwyciężenia napotkanych problemów z porowatością wydruków. Niezależnie od uzyskiwanych sukcesów, możliwość praktycznego wykorzystania opracowanej technologii w najbliższej przyszłości pozostaje pod znakiem zapytania.
Sizhe Xu et al.: Laser directed energy deposition additive manufacturing of lunar highland regolith simulant, Acta Astronautica, vol. 240, 2026
