Transport i najmanjih količina čak i kilograma materijala u svemir je skup, a skladištenje je ograničeno pa se inženjeri sve više bave pitanjem iskorištavanja resursa in situ. Umjesto prevoženja predmeta sa Zemlje, produžene misije u svemiru zahtijevaju proizvodnju ključnih materijala i opreme na licu mjesta, a jedan od načina da se to ostvari bio bi 3D ispis materijala u bestežinskom okruženju.

Titanijeva pjena

Upravo tim tragom krenuli su i istraživači Sveučilišta West Virginia koji su proučavali kako mikrogravitacijsko okruženje utječe na 3D ispis pomoću titanijeve pjene, materijala podatnog za brojne primjene, od blokiranja ultraljubičastog svjetla do pročišćavanja vode. Mjesec naime sadrži naslage minerala vrlo sličnih titanijevom dioksidu koji se koristi u titanijevoj pjeni, što znači da bi se materijal tamo mogao iskopavati i zatim koristiti za tiskanje opreme potrebne za misiju.

"Svemirska letjelica ne može nositi beskonačne resurse, stoga morate održavati i reciklirati ono što imate, a 3D ispis to omogućuje", objašnjavaju istraživači koji su proučili ulogu gravitacije u tome kako pjena izlazi iz mlaznice 3D pisača i širi se na podlogu i o tome izvijestili u časopisu  ACS Applied Materials and Interfaces.  

Eksperiment u Boeingu

Ispitali su razlike u obliku niti pri ispisu u mikrogravitaciji u usporedbi sa Zemljinom gravitacijom. A promjenom dodatnih varijabli u procesu ispisa, poput brzine pisanja i pritiska ekstruzije, dobili su jasniju sliku o tome kako svi ti parametri međusobno djeluju kako bi prilagodio oblik filamenta.

Istraživači su za vrijeme leta Boeingom 727 ispisivali linije pjene na staklenim slajdovima tijekom 20 sekundi u bestežinskom stanju, dok je mlažnjak bio na vrhu svoje parabolične putanje leta. Oprema je uključivala i štitove protiv UV svjetla koje predstavlja prijetnju astronautima, elektronici i drugim svemirskim sredstvima. Na Zemlji atmosfera blokira značajan dio UV svjetla, ali u svemiru ili na Mjesecu ne postoji ništa što bi ga ublažilo osim svemirskog odijela ili premaza na letjelici.

Fotokatalitička svojstva

Izmjerili su učinkovitost titanijeve pjene u blokiranju UV valova osvjetljavanjem svjetla različitih valnih duljina kako bi vidjeli koliko je svjetla prošlo, koliko se reflektiralo i koliko ga je uzorak apsorbirao. Pokazali su da zaštitni sloj blokira gotovo sve UV svjetlo koje pogađa uzorak i vrlo malo vidljivog svjetla prolazi kroz njega, čak i kada je debeo samo 200 mikrona. Pjena je pokazala i fotokatalitička svojstva, što znači da može koristiti svjetlost za poticanje kemijskih reakcija poput onih koje pročišćavaju zrak ili vodu.

Istraživači sad svoj 3D pisač žele prenijeti do Međunarodne svemirske postaje. To bi omogućilo opsežnije praćenje procesa ispisa nego što je bilo moguće tijekom slobodnog pada od 20 sekundi u Boeingu.