ประชาสัมพันธ์
เครื่องพิมพ์สามมิติ เทคโนโลยีที่จะช่วยให้มนุษย์ตั้งถิ่นฐานนอกโลก
เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้เทคโนโลยีเครื่องพิมพ์สามมิติ (3D Printing) ได้เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันของมนุษย์เป็นอย่างมาก ตั้งแต่การพิมพ์อะไหล่ชิ้นส่วนเครื่องมือต่าง ๆ เพื่อการใช้งานภายในครัวเรือนและในโรงงานอุตสาหกรรม ไปจนถึงการพิมพ์อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ฝังอยู่ในร่างกายของผู้ป่วย (Implants) เช่น ข้อกระดูกเทียม
หนึ่งในอุตสาหกรรมที่เครื่องพิมพ์สามมิติได้เข้าไปสร้างแรงกระเพื่อมมากที่สุด คืออุตสาหกรรมก่อสร้าง เนื่องจากในปัจจุบันเทคโนโลยีเครื่องพิมพ์สามมิตินั้นสามารถสร้างบ้านทั้งหลังได้เร็วกว่าวิธีการดั้งเดิมถึง 2 เท่า ทั้งยังลดค่าใช้จ่ายด้านแรงงานก่อสร้าง และลดต้นทุนด้านวัสดุ จึงไม่ใช่เรื่องน่าแปลกใจเท่าไหร่ที่องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐ หรือ NASA ได้เล็งเห็นถึงความสำคัญของเทคโนโลยีเครื่องพิมพ์สามมิติ ว่าเทคโนโลยีนี้นั้นมีศักยภาพช่วยให้มนุษย์สร้างที่อยู่อาศัยและสิ่งปลูกสร้างต่าง ๆ ที่อยู่ในอวกาศได้
นับตั้งแต่ปี 2017 NASA ได้จัดประกวดการออกแบบคอนเซ็ปต์เครื่องพิมพ์สามมิติ และดีไซน์สิ่งปลูกสร้างนอกโลกทั้งบนดวงจันทร์และดาวอังคารเรื่อยมาในทุก ๆ ปี เพื่อพัฒนาองค์ความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีก่อสร้างในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างจากโลกโดยสิ้นเชิง โดย NASA ตั้งเป้าหมายว่าจะก่อสร้างสิ่งปลูกสร้างนอกโลกแห่งแรกในบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ ใกล้กับหลุมอุกกาบาตแชกเคลตัน (Shackleton Crater) ภายในปี 2040 ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่มีการคาดการณ์ว่ามีปริมาณน้ำแข็งหลายล้านตันฝังอยู่ใต้พื้นผิว อันเป็นทรัพยากรสำคัญสำหรับมนุษย์ในการอุปโภคบริโภคบนดวงจันทร์ในอนาคต
อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่นักวิทยาศาสตร์บนโลกต้องก้าวผ่านไปให้ได้ก่อนที่จะนำเทคโนโลยีเครื่องพิมพ์สามมิติไปประยุกต์ใช้บนดวงจันทร์ คือข้อจำกัดด้านวัสดุก่อสร้าง ซึ่งจำเป็นต้องใช้ทรัพยากรที่มีอยู่เดิมบนดาวดวงนั้น ๆ เป็นหลักในการผลิตเท่านั้น เพื่อลดต้นทุนค่าใช้จ่ายในการขนส่งวัสดุก่อสร้างจากโลกไปยังดาวดวงอื่น โดยวิธีการใช้ทรัพยากรท้องถิ่นให้เกิดประโยชน์สูงสุดนี้มีชื่อเรียกว่า In-Situ Resource Utilization (ISRU) อันเป็นแกนหลักสำคัญของโครงการอาร์ทิมิสที่นำโดยองค์การนาซา ซึ่งมีแผนให้มนุษย์อยู่อาศัยบนดวงจันทร์ได้อย่างยั่งยืนในอนาคตอันใกล้
นอกจากเรื่องข้อจำกัดที่ต้องใช้ทรัพยากรบนดวงจันทร์ในการทำวัสดุก่อสร้างแล้ว วิศวกรก็ยังต้องออกแบบให้เครื่องพิมพ์สามมิตินั้นมีความทนทานต่ออุณหภูมิร้อนจัดและหนาวจัดระหว่าง 121 ถึงติดลบ -133 องศาเซลเซียสบนดวงจันทร์ได้ ในขณะที่ตัวเครื่องพิมพ์สามมิตินั้นต้องสามารถเคลื่อนไหวไปมาในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำและทนต่อรังสีอันตรายจากดวงอาทิตย์ได้อีกด้วย
NASA ได้มอบเงินทุนมากกว่า 60 ล้านดอลล่าร์สหรัฐ หรือราว 2,000 ล้านบาท ให้แก่บริษัทก่อสร้างด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติอย่าง ICON ในปี 2022 สำหรับการพัฒนาระบบก่อสร้างแบบครบวงจรบนดวงจันทร์ภายใต้ชื่อโครงการ ‘โอลิมปัส’ เพื่อสนับสนุนโครงการอาร์ทิมิสอีกทีหนึ่ง ซึ่งบริษัท ICON นี้เคยมีประสบการณ์การออกแบบระบบเครื่องพิมพ์สามมิติขนาดใหญ่ที่สามารถสร้างบ้านได้มากกว่า 400 หลังในสหรัฐอเมริกามาก่อน
หากเราไปดูแผนการของโครงการโอลิมปัสโดยละเอียดแล้วจะพบว่านอกจากที่บริษัท ICON นั้นจะต้องพัฒนาหุ่นยนต์เครื่องพิมพ์สามมิติที่สามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติแล้ว ทางบริษัทต้องออกแบบลานจอดยานอวกาศที่จะป้องกันไม่ให้ฝุ่นฟุ้งกระจายในขณะลงจอดอีกด้วย ซึ่งถือว่าเป็นสิ่งปลูกสร้างที่สำคัญที่สุด มิฉะนั้นยานอวกาศนั้นจะไม่สามารถขนส่งเครื่องพิมพ์สามมิติขนาดยักษ์ลงไปก่อสร้างระบบสาธารณูปโภคอื่น ๆ บนพื้นผิวดวงจันทร์ได้เลย
ในขณะเดียวกันโครงการ Internation Lunar Research Station หรือ ILRS ที่นำโดยองค์การอวกาศแห่งชาติจีนกับรัสเซีย ซึ่งประเทศไทยได้ลงนามเป็นส่วนหนึ่งของโครงการนี้ด้วยนั้น ก็มีแผนการสร้างสิ่งปลูกสร้างบนดวงจันทร์ในลักษณะใกล้เคียงกับโครงการอาร์ทิมีสเช่นกัน โดยในภารกิจฉางเอ๋อ 8 ของจีนนั้นมีแผนที่จะนำหุ่นยนต์ 6 ขาขนาดเล็กคล้ายกับแมลงติดตั้งไปกับตัวยานลงจอดดวงจันทร์ด้วยในปี 2028 ซึ่งหุ่นยนต์นี้สามารถนำดินดวงจันทร์มาอัดด้วยความร้อนให้กลายเป็นก้อนอิฐได้ เพื่อเป็นการสาธิตตัวอย่างเทคโนโลยีเครื่องพิมพ์สามมิติรูปแบบใหม่ จากเดิมที่เครื่องพิมพ์สามมิติมักอยู่ในรูปแบบของแขนกลขนาดยักษ์เท่านั้น
จากทั้งสองโครงการนี้จะเห็นได้ว่าการพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องพิมพ์สามมิตินั้นถือเป็นก้าวสำคัญในการสำรวจอวกาศและสร้างความยั่งยืนในการตั้งถิ่นฐานนอกโลกด้วยการใช้ทรัพยากรที่หาได้บนดาวดวงนั้น ๆ ท่ามกลางความร่วมมือระหว่างประเทศยังคงดำเนินต่อไป ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถของมนุษย์ในการพัฒนาและปรับตัวอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน
อ้างอิง:
https://www.space.com/astronauts-3d-print-first-metal-part-on-iss
https://www.nytimes.com/2023/10/01/realestate/nasa-homes-moon-3-d-printing.html
https://iconbuild.com/lunar-construction
https://www.space.com/china-moon-3d-printing-bricks-change-8-2028
แสดงความคิดเห็น