NASA подвела итоги конкурса по 3D-печати зданий для Марса
Конкурс 3D Printed Habitat Challenge, организованный NASA совместно с Университетом Брэдли, длился четыре года. Перед участниками стояла задача разработать и продемонстрировать технологии 3D-печати зданий для марсианских колоний. В финале встретились две команды, поделившие главный призовой фонд в размере 700 тысяч долларов.
Второе место занял Университет штата Пенсильвания, получивший за свои старания 200 тысяч, а первое место и приз в полмиллиона долларов достались компании AI SpaceFactory, описывающей себя как «межпланетное агентство архитектурного и технологического дизайна».
Всего в соревновании приняли участие более шестидесяти команд. Не обошлось и без российских инженеров: осенью прошлого года иркутская компания Apis Cor, занимающаяся разработкой и производством строительных 3D-принтеров, вместе с партнером в лице нью-йоркского архитектурного бюро SEArch одержала промежуточную победу на первой стадии третьего этапа соревнований. SEArch долгое время лидировала в общем зачете, представив по итогам первого этапа лучший архитектурный проект, а когда дело дошло до практических демонстраций — подключила иркутских инженеров-печатников, к тому времени успевших построить демонстрационный дом в Ступине (на иллюстрации выше). На втором этапе участники печатали несущие элементы конструкций, а на третьем — реплики зданий в масштабе 1:3.
Финальное соревнование прошло с 1 по 4 мая в выставочно-образовательном центре компании Caterpillar, производителя строительной техники. Участникам предстояло наглядно продемонстрировать процесс 3D-печати марсианских убежищ в уменьшенном масштабе, с минимальным вмешательством операторов и с использованием материалов, максимально приближенных по составу к доступным или потенциально доступным на Марсе.
Здания печатались поэтапно, десятичасовыми сессиями, после завершения каждой из которых результаты оценивались судейской панелью. Готовые конструкции проверялись и испытывались на герметичность, прочность, надежность и соответствие заданным материалам.
Обе команды использовали строительные 3D-принтеры на основе промышленных многоосевых роботов-манипуляторов. Расходным материалом в проекте AI SpaceFactory служила специальная смесь из биополимеров и базальта. Смесь экструдируется при температуре порядка 175°С и в земных условиях полностью застывает в течение пяти минут. Высота опытной постройки достигала четырех с половиной метров при максимальном диаметре порядка двух с половиной метров. Соперники из Пенсильвании предпочли использовать более привычный цемент и столкнулись с целым рядом проблем: сначала сбой в работе транспортной ленты для подачи сухого цемента, затем проблемы с калибровкой манипулятора после замены экструдера, а вдобавок еще и снижение прочности печатаемой конструкции из-за вынужденных остановок — как регламентированных, так и нештатных.
AI SpaceFactory тоже столкнулась с трудностями, но не такими серьезными. Главной проблемой стало проседание конструкции в верхней части, так как из-за сужающегося диаметра темп укладки последовательных слоев вырос, и смесь не успевала застывать, растекаясь под собственным весом. Решили проблему просто — снижением скорости печати. А вот вторая проблема «вылилась» из первой и обернулась конфузом: из-за деформации верхней части напечатанной конструкции отверстие наверху оказалось слишком широким, и установленный роботом прозрачный колпак с грохотом провалился внутрь. Зато в тестах на сжатие постройка из полимерного композита оказалась прочнее цементного аналога: 3D-печатное яйцо треснуло только тогда, когда экскаватор от усилия начал вставать на дыбы. Максимальное усилие оценено в примерно двадцать две с половиной тонны.
Официально соревнования завершились, но организаторы рассматривают возможность проведения дополнительного, четвертого этапа, чтобы лучшие команды могли доработать свои проекты и посоревноваться вновь. Проект AI SpaceFactory получил название MARSHA, однако первой строительной площадкой для марсианских зданий станет совсем не Красная планета, а Земля. В ближайшее время AI SpaceFactory планирует запустить краудфандинговую кампанию по сбору средств на постройку туристического комплекса TERA, в целом повторяющего внешний облик перспективных марсианских колоний. В постройке TERA команда даже планирует использовать те же материалы, что и в соревновании, предварительно переработанные обратно в сырье. Это тоже будет своего рода демонстрацией, но на этот раз экологичности.
