Egy kutatócsoport szerint megoldható, hogy a Mars majdani első telepesei egy speciális titánötvözetetből és a bolygó felszínét borító regolitból nyomtassanak maguknak használati eszközöket 3D-s nyomtás segítségével.

Az emberiség készül a Mars meghódítására. De hogyan lehet eljuttatni az ehhez szükséges felszerelést a távoli bolygóra, ahová 2003-ban is, amikor a legközelebb volt a Földhöz, 55,7 millió kilométert kellett volna utazni? Az odautazás a legoptimistább becslések szerint is (Elon Musk SpaceX-e) hat hónapot venne igénybe, de a reálisabb becslések 250 nap körül mozognak egy optimalizált teherrakománnyal számolva. Mivel a visszaút előtt az űrhajósoknak több hónapot kellene a Marson tölteniük, egy sor helyben telepíthető eszközt is vinni kellene magukkal, ami igencsak megdrágítja a projekteket. Bár az utóbbi években csökkent a hasznos teher űrbe juttatásának költsége, a szállítás még mindig aranyárban van. A NASA-nak kb. 54 ezer dollárjába kerül minden kilogramm hasznos teher feljuttatása Föld körüli pályára. (A SpaceX sokkal olcsóbban dolgozik: 200 kg hasznos teher alacsony Föld körüli pályára állítása 1,2 millió dollártól indul.)

A The American Ceramic Society rangos szakfolyóirata, az International Journal of Applied Ceramic Technology júniusban jelentette meg azt a tanulmányt, ami szerint a probléma additív gyártással, azaz 3D nyomtatással részben áthidalható lenne. Ehhez persze kell egy spéci nyomtató és áram, de valójában csak akkor lehet radikálisan csökkenteni a szállítandó terhet, ha a nyomtatási alapanyagot nem a Földről viszik, hanem helyben "terem".

A Washingtoni Állami Egyetem tudóscsoportja olyan anyaggal kísérletezett, amihez az űrhajósok a megérkezésük pillanatától akadálymentesen hozzáférnek: a Mars felszínét borító rigolittal, pontosabban annak mesterségesen előállított formájával (tekintve, hogy a marsi rigolit még az USA-ban is hiánycikk).

A főleg alumínium-oxidot, szilícium-dioxidot, vas-oxidot és kalcium-oxidot tartalmazó anyagot porított titánötvözettel keverték, és azt vizsgálták, hogy különböző keverési arányú kompozitokkal milyen tulajdonságú anyagot lehet előállítani. (A rigolit és a titánötvözet porított keverékét a nyomtató lézerrel olvasztja össze.)

A teljes megoldás még messze van

Az eddigi kísérletek biztatóak: a kinyomtatott tárgyak a terhelési tesztek szerint erősebbek, mint önmagában a felhasznált titánötvözet, magas hőmérsékleten stabilan viselkedtek, akár motoralkatrészként is használhatók.

Ez alapvetően nem okozott meglepetést, hiszen azzal korábban is tisztában voltak, hogy a kerámiák és fém vegyítésével létrehozott kompozitok sokkal szilárdabb anyagszerkezetet eredményeznek, mint az alkotóelemek önmagukban. Mivel pedig a marsi regolit elsősorban kerámia, így lényegében egy problémát ki is lehet(ne) pipálni.

Azért a feltételes mód, mert az előnyös tulajdonságú kompozitokban mindössze 5 százalék volt a marsi por. Ha növelték a részarányát, törékenyebbé váltak a nyomatok. Készítettek tisztán rigolitból is nyomatokat, ám azok már ipari körülmények között nem igazán használhatók. (Gondoljunk csak a magas alumínium- és szilíciumtartalmú kaolinra és a belőle készülő kerámiákra: jellemzően hőállóak, de elég törékenyek.)

De ha az anyagproblémákat sikerül is megoldani, még mindig marad néhány leküzdendő akadály. Biztosítani kell a stabil energiaellátást (kezdetben napenergiával), és hozzá kell igazítani a nyomtatótechnológiát a Marson ható gravitációhoz.

Aztán az idő – és Elon Musk – majd megmutatja, valósággá válik-e a Mars-utazás.