De wereld viert nog steeds de historische landing van de Chinese Chang'e-4 op de donkere kant van de maan op 3 januari. China kondigde zijn plannen aan om nog drie maanmissies te volgen, de basis leggen voor een maanbasis.

De maan koloniseren, en verder, is altijd een menselijke ambitie geweest. Technologische vooruitgang, en de ontdekking van een aanzienlijke waterbron dicht bij de maanpolen, heeft dit idee nog aantrekkelijker gemaakt.

Maar hoe dicht is China bij het daadwerkelijk bereiken van dit doel?

Als we ons concentreren op de technologie die momenteel beschikbaar is, China zou vandaag kunnen beginnen met het bouwen van een basis op de maan.

De eerste maanbasis

De eerste maanbasis zou waarschijnlijk een onbemande faciliteit zijn die wordt gerund door geautomatiseerde robotica - vergelijkbaar met Amazon-magazijnen - om ervoor te zorgen dat de nodige infrastructuren en ondersteuningssystemen volledig operationeel zijn voordat mensen arriveren.

De maanomgeving is gevoelig voor diepe vacuümomstandigheden, sterke temperatuurschommelingen en zonnestraling, onder andere omstandigheden die vijandig staan ​​tegenover de mens. Belangrijker, we moeten de langetermijnimpact op het menselijk lichaam van het zijn in de ruimte nog volledig begrijpen, en op de maan.

Zaden die door de Chang'e-4-missie naar de maan zijn gebracht, zijn nu naar verluidt ontkiemd. Dit is de eerste keer dat er planten op de maan worden gekweekt, de weg vrijmaakt voor een toekomstige voedselboerderij op de maanbasis.

Het bouwen van een maanbasis is niet anders dan het bouwen van het eerste booreiland in de oceaan. Er moet rekening worden gehouden met de logistiek van bewegende constructiedelen, haalbaarheidsstudies moeten worden uitgevoerd en, in dit geval, bodemmonsters moeten worden getest.

China heeft de eerste stap gezet door de bodem van het maanoppervlak te onderzoeken. Dit is nodig voor het bouwen van een ondergronds leefgebied en ondersteunende infrastructuur die de basis zal beschermen tegen de barre oppervlakteomstandigheden.

Alles 3D geprint

Van alle mogelijke technologieën voor het bouwen van een maanbasis, 3D-printen biedt de meest effectieve strategie. 3D-printen op aarde heeft een revolutie teweeggebracht in de productiviteit en efficiëntie van de productie, het verminderen van zowel afval als kosten.

De visie van China is om de mogelijkheid te ontwikkelen om zowel binnen als buiten de maanbasis 3D te printen. 3D-printers hebben het potentieel om alles te maken van dagelijkse items, zoals drinkbekers, om onderdelen voor de basis te repareren.

Maar 3D-printen in de ruimte is een echte uitdaging. Het vereist nieuwe technologieën die kunnen werken in de microzwaartekrachtomgeving van de maan. Er moeten 3D-printmachines worden ontwikkeld die onderdelen kunnen vormen in het vacuüm van de ruimte.

Er zijn nieuwe materialen nodig

We weten dat aardse materialen, zoals glasvezel, eigenschappen veranderen zodra ze in de ruimte zijn. Dus materialen die effectief zijn op aarde, mogelijk niet effectief op de maan.

Ongeacht het beoogde gebruik van het 3D-geprinte onderdeel, het zal bestand moeten zijn tegen de omstandigheden van de maanomgeving. De ontwikkeling van printmateriaal is dus cruciaal. Stap voor stap, onderzoekers vinden en ontwikkelen nieuwe materialen en technologieën om deze uitdaging aan te gaan.

Bijvoorbeeld, onderzoekers in Duitsland verwachten in de nabije toekomst de eerste "kant-en-klare" roestvrijstalen gereedschappen te hebben die onder microzwaartekracht 3D worden geprint. NASA demonstreerde ook 3D-printtechnologie in gewichtloosheid, wat aantoont dat het haalbaar is om in de ruimte te 3D-printen.

Op grotere schaal hebben we huizen op aarde 3D-geprint zien worden. Op een soortgelijke manier, de maanbasis zal waarschijnlijk worden gebouwd met geprefabriceerde onderdelen in combinatie met grootschalig 3D-printen.

Voorbeelden van hoe dit eruit zou kunnen zien, zijn te zien bij inzendingen in de 3D-geprinte habitatuitdaging, die in 2005 door NASA is gestart. De wedstrijd heeft tot doel de bouwtechnologie voor 3D-printen vooruit te helpen die nodig is om duurzame huisvestingsoplossingen voor de aarde te creëren, de maan, Mars en verder.

Leven op de maan

Tot dusver, we hebben ons gericht op de technologische haalbaarheid van het bouwen van een maanbasis, maar we moeten ook rekening houden met het langetermijneffect van het leven op de maan op de mens. Daten, Er zijn beperkte studies uitgevoerd om de biologische impact op de menselijke fysiologie op cellulair niveau te onderzoeken.

We weten dat de menselijke organen, weefsels en cellen reageren zeer goed op de zwaartekracht, maar een begrip van hoe menselijke cellen functioneren en regenereren ontbreekt momenteel.

Wat gebeurt er als de astronauten ziek worden? Zal het medicijn van de aarde nog werken? Als astronauten op de maan moeten leven, deze fundamentele vragen moeten worden beantwoord.

Op de lange termijn, 3-D bioprinten van menselijke organen en weefsels zal een cruciale rol spelen bij het ondersteunen van maanmissies door robotoperaties mogelijk te maken. Rusland heeft onlangs de eerste 3D-bioprinter gedemonstreerd die functioneert onder microzwaartekracht.

Tot de oneindigheid en verder

Kan China een maanbasis bouwen? Absoluut. Kan de mens op de lange termijn overleven op de maan en andere planeten? Het antwoord daarop is minder duidelijk.

Wat zeker is, is dat China de komende 10 tot 15 jaar zal gebruiken om de nodige technische capaciteiten te ontwikkelen voor het uitvoeren van bemande maanmissies en om de weg vrij te maken voor ruimteverkenning.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.