Het betekent dat toekomstige Marskolonisten mogelijk gemakkelijk ter plekke benodigde gereedschappen of raketonderdelen kunnen printen.

Spullen of materialen door de ruimte verplaatsen heeft een hoog prijskaartje. Het vervoeren van ongeveer één kilogram nuttige lading van de aarde naar de ruimte kan al ongeveer 54.000 dollar kosten. Alles wat dus al in de ruimte of op een planeet gemaakt kan worden, zou gewicht – en dus geld – besparen. Bovendien is het natuurlijk handig als bijvoorbeeld toekomstige Marskolonisten een manier hebben om spullen die kapot gaan zelf ter plaatse te repareren. De grote vraag is alleen: hoe? Maar onderzoekers hebben het antwoord. Met een 3D-printer, zo opperen ze.

3D-printer
Volgens de onderzoekers zou een 3D-printer uitkomst kunnen bieden. “We kunnen echt niet alles vanaf de aarde naar de ruimte vervoeren,” zegt onderzoeker Amit Bandyopadhyay. “Bovendien kunnen we, als we iets zijn vergeten, ook niet rechtsomkeert maken om het te komen halen. Als we dus nadenken over bemande missies, dan is het meenemen van een 3D-printer iets dat sterk overwogen moet worden.”

Marsgrond
Op Mars is echter alleen stof en gesteente gemakkelijk voor handen. En dus rijst de vraag of dit materiaal zich eigenlijk leent voor een 3D-printer. Anders gezegd, kunnen we met behulp van Marsregoliet eigenlijk wel nodige onderdelen printen?

Studie
Om die vraag te beantwoorden, vermengden de onderzoekers een kleine hoeveelheid nagebootst en vermalen Martiaans regoliet met titanium – een metaal dat vaak wordt gebruikt in ruimteverkenning vanwege zijn sterke en hittebestendige eigenschappen. Het team testte verschillende hoeveelheden Marsgrond. Zo bevatte het ene mengsel slechts 5 procent nagebootst regoliet, terwijl het andere mengsel volledig uit dit materiaal bestond. Vervolgens verwarmde een krachtige laser de mengsels tot meer dan 2000 graden Celsius, waarna er verschillende vormen gecreëerd konden worden. Nadat de mengsels waren afkoelt, testten de onderzoekers het op sterkte en duurzaamheid.

100 procent regoliet
De onderzoekers ontdekten dat een 3D-printer zeker mee aan boord kan richting de rode planeet. Zo blijkt dat er inderdaad met Martiaans regoliet ge-3D-print kan worden. Alleen het mengsel dat voor 100 procent uit nagebootst Martiaans regoliet bestond, bleek vrij broos en barstte gemakkelijk nadat het was afgekoeld. Ondanks dat, merkt Bandyopadhyay op dat zelfs dit mengsel nuttig kan zijn. “Hier zouden bijvoorbeeld coatings van gemaakt kunnen worden om apparatuur te beschermen tegen roest of stralingsschade,” oppert hij.

5 procent regoliet
Het mengsel dat slechts gedeeltelijk – 5 procent – uit Marsstof bestond, bleek een stuk sterker. Niet alleen barstte dit niet, het vertoonde ook betere eigenschappen dan titanium alleen. “Het geeft je een beter en sterker materiaal met een hogere hardheid,” legt Bandyopadhyay uit. “Voor bepaalde toepassingen is dat ideaal.”

Gereedschappen of raketonderdelen
De onderzoekers hebben met hun studie aangetoond dat het mogelijk is om Marsgrond met titanium te mengen en dit met behulp van een 3D-printer om te zetten in hoogwaardige materialen. Mogelijk zouden dergelijke mengsels zelfs op een dag gebruikt kunnen worden om gereedschappen of raketonderdelen op Mars te printen.

De studie, gepubliceerd in het vakblad International Journal of Applied Ceramic Technology, is slechts het begin. Zo zijn de onderzoekers van plan in toekomstig werk te bestuderen of er nog beter materiaal vervaardigd kan worden met behulp van verschillende metalen of 3D-printtechnieken. In ieder geval zitten de onderzoekers op de goede weg. “Onze studie bevestigd dat 3D-printen met Marsgrond in ieder geval mogelijk is,” besluit Bandyopadhyay.