Победителем конкурса NASA 3D-Printed Extraterrestrial Habitats стала команда AI SpaceFactory

Задача финальной стадии конкурса – создать автономную систему для 3D-печати, которая сможет работать почти без вмешательства человека. Такая система позволит построить из переработанных материалов на Луне и Марсе убежища для колонизаторов. Жюри конкурса оценивало не только принципы работы 3D-принтера, но и саму концепцию жилья. Приз за победу в 3D-Printed Habitat – 500 000 долларов, при этом планируется, что представленные технологии могут пригодиться не только для космических исследований, но и для совершенствования методов строительства на Земле.

Модель, которую предложила команда AI SpaceFactory, назвали MARSHA (Mars Habitat) – это конструкция в форме яйца размером 4,6 на 2,4 метра. Постройка изготовлена из базальтового волокна и биопластика на основе растительного крахмала. Для 3D-печати смесь нагревают до 275 градусов, а через пять минут после подачи материал застывает – ненужные детали здания можно переработать или повторно использовать для 3D-печати. Команда сравнивает свою концепцию со строительством зданий нового поколения из грязи.

Участники из Университета штата Пенсильвания применили цемент из речного песка для создания постройки PennState Den@Mars. Влажный цемент после подачи из 3D-принтера затвердевает быстрее традиционного бетона – после 120 минут материал уже не деформируется. Модель Den@Mars похожа на две постройки типа иглу с конической крышей. По словам разработчиков, такая форма позволила определить, насколько острые углы можно создавать с помощью 3D-печати. Команде удалось построить две модели размером 3,6 на 2,3 метра с углом наклона крыши в 65 градусов.

В рамках завершающего этапа конкурса обе команды столкнулись с рядом трудностей – например, в самый первый день на площадке временно отключилось электричество. Когда поломку устранили, участники из Университета штата Пенсильвания обнаружили, что конвейер с цементом работал в обратном направлении и подавал только воду. Кроме того, впоследствии участникам пришлось несколько раз перезапускать 3D-принтер – из-за этого в конструкции возникли слабые места, где предыдущий слой цемента застывал задолго до подачи следующего. В дальнейшем команда была вынуждена заменить печатную головку 3D-принтера и заново настроить параметры печати. В свою очередь, участники из AI SpaceFactory обнаружили, что на верхних слоях постройки теплый материал начал слипаться – им пришлось значительно замедлить 3D-печать, когда каждая секунда была на счету. В последний момент верхний элемент крыши из оргстекла и алюминия провалился в отверстие, которое оказалось слишком широким.

Несмотря на все проблемы, на четвертый день модели подвергли всесторонним испытаниям. Первым был тест на герметичность – конструкции наполнили цветным дымом, который, разумеется, клубами выходил через отверстие на крыше здания AI SuperFactory. Затем на постройки сбросили шары весом 7,2, 9 и 11,8 кг с высоты 4,5 метров. Жилище Университета штата Пенсильвания выдержало два удара, но третий повредил постройку – модель AI SpaceFactory не участвовала в этом тесте, поскольку у нее уже не было крыши. Для последнего испытания на площадку пригнали 96-тонный экскаватор Caterpillar, который с силой нажал на крышу постройки AI SpaceFactory – она выдержала давление, потеряв только небольшой фрагмент. Модель Университета штата Пенсильвания выстояла достаточно долго, но в результате все же развалилась. Подробности испытаний и финальный счет не будут опубликованы, однако уже известно, что первое место досталось команде AI SpaceFactory – она выиграла 500 000 долларов, а участники из Университета штата Пенсильвания получили 200 000 долларов.

Теперь обе команды займутся совершенствованием моделей – по словам организаторов, возможен дополнительный этап конкурса. Тем временем, в AI SpaceFactory планируют переработать материал постройки для 3D-печати на Земле полноценного жилья TERA (Terrestrial Analog), которое будут сдавать через сайт Airbnb.