Линки доступности

3-D принтеры – инструмент колонизации космоса

  • Юрий Караш

Гаджет шоу МаркетБот

Гаджет шоу МаркетБот

Они не только дадут людям сверла и лопаты, но и станут «скатертью-самобранкой»

Относительно недавно 3-D принтер произвел мини-фурор, когда техасская компания Defense Distributed, основанная, кстати, студентом-юристом Коди Вильсоном, сделала с помощью этого устройства полимерный пистолет, который назвала Liberator (Освободитель). Единственной металлической деталью в пистолете был боёк, в роли которого выступил обыкновенный гвоздь.

Безобидная с виду штука, напоминающая водяную брызгалку с рукояткой, полностью продемонстрировала свои боевые возможности, сопоставимые с «классическим» пистолетом. Это вызвало немалый переполох среди представителей правоохранительных органов не только США, но и всего мира.

В самом деле: выходит, что каждый желающий может теперь засыпать необходимые и весьма легкодоступные компоненты в 3-D принтер и через короткий промежуток времени получить пистолет, который трудно будет разглядеть под одеждой даже с помощью аэропортовых сканнеров?

Паники прибавило очевидное и вполне объяснимое стремление Defense Distributed если не к славе, то к известности. Реализовать его компания решила с помощью современных информационных технологий, разместив в Интернете чертежи «Либерейтора» заодно с правилами его эксплуатации.

Стрела попала в «цель». За короткое время на сайте было зарегистрировано 100 тыс «скачиваний» чертежей пистолета. Трудно сказать, сколько еще могло это продолжаться, если бы не лопнуло терпение властей США, который потребовали от компании убрать чертежи «Либерейтора» из свободного доступа.

Не помогло заступничество сторонников права на личное оружие в духе «Убивают не пластиковые пистолеты, а люди». Defense Distributed пришлось подчиниться. Но джин уже был выпущен из бутылки. Чертежи «Либерейтора» появились на сайтах, находящихся за пределами юрисдикции американского правительства.

В Интернете уже можно найти фотографию автоматической винтовки AR-15 (той самой, которую использовал Адам Ланца, когда расстреливал в школе детей), изготовленной на 3-D принтере. Правда, неясно, является ли эта винтовка боевым оружием, или всего лишь его имитацией.
Каждый ли может позволить себе иметь 3-D принтер? Тот, кто может отнести себя к среднему классу, даст на этот вопрос положительный ответ. Стоит это устройство порядка 8 тыс долларов – чуть дешевле самой бюджетной модели «Жигулей».

Слово о «папах»

Несправедливо рассказывая о столь революционном изобретении, как 3-D принтер, не упомянуть его «родителей». Первого зовут Хидео Кодама. В 1981 году, будучи сотрудником Муниципального промышленного исследовательского института Нагойи, он первым в мире в мире опубликовал статью о создании твердого предмета с помощью 3-D принтера.

Правда, тогда это был еще эксперимент. Воплотить на практике эту идею в виде общедоступного устройства смог американец Чак Халл. Он и стал основоположником стереолитографии (так по-научному называют процесс изготовления предметов с помощью 3-D принтера). В 1986 году 47-летний Халл запатентовал устройство, из недр которого и появился на свет «Либерейтор».

Доброе волшебство

Но ассоциировать 3-D принтеры с «Либерейтором» так же несправедливо, как атомную энергию с Хиросимой. Эти устройства разрабатывались, прежде всего, для того, чтобы облегчить жизнь человека, а не создавать для нее дополнительную опасность. И здесь 3-D принтеры уже доказали свою состоятельность.

Так, врачи детского госпиталя при Университете штата Мичиган недавно изготовили с помощью этого принтера искусственные бронхи для малыша, который страдал врожденным недоразвитием дыхательных путей. Из-за этого порока у него почти каждый день останавливалось дыхание. Операция прошла успешно, и теперь мальчик ничем не отличается от своих здоровых сверстников.

А ведь это только начало. Врачи связывают очень большие надежды на прорыв в области изготовления искусственных органов и трансплантологии в целом именно со стереолитографией.

Готовы революционизировать 3-D принтеры и диагностику. Так, специалисты из Детского национального медицинского центра в пригороде Вашингтона, используя данные ультразвукового исследования и компьютерной томографии, изготавливают точные пластиковые модели сердец, которые нуждаются в помощи. Это позволяет намного точнее и эффективнее определить проблемы сердца и наметить пути их устранения.

Разумеется, цена 3-D принтеров наподобие тех, которые реплицируют человека, или его отдельные органы, намного выше, чем у самой дешевой модели «Жигулей» и может доходить до 250 тыс долларов. Но врачи уверены – за этими технологиями будущее, а потому время и деньги, затрачиваемые на их создание, оправданны.

Сфера применения стереолитографии далеко выходит за рамки медицины. Относительно недавно 3-D принтер был использован даже для того, чтобы воспроизвести… 3-D принтер. Как тут не вспомнить кэмероновского «Терминатора» с его машинами, обретшими самосознание и способность к самовоспроизводству. Остается лишь надеяться, что если 3-D принтеры когда-либо и будут проявлять такие таланты, то лишь в рамках «Трех законов робототехники», сформулированных американским писателем-фантастом Айзеком Азимовым.

Говоря о возможностях стереолитографии, упомянуть лишь то, что они выходят за рамки медицины, было бы серьезно недооценить потенциал данной технологии, который готов уже вывести ее... за пределы Земли.

Угощайте жен шоколадками

Впервые об использовании 3-D принтеров для обеспечения будущих марсианских колонистов необходимыми предметами и инструментами заговорили организаторы проекта «Марс Один» (Mars One) (см. «Голос Америки»: «Путешествие на Марс: кто желает в один конец?»).

Действительно, людям при отсутствии какой-либо ощутимой «подпитки» продуктами и вещами с Земли, придется рассчитывать на собственные силы и на то, что им даст марсианская природа, и тут 3-D принтеры будут, как нельзя кстати.

Если многим эта идея внеземной стереолитографии, как и сам проект «Марс Один», казались весьма фантастичными, то в конце мая количество подобных скептиков явно поубавилось. НАСА выделило финансирование техасской компании Systems and Materials Research Corp. (SMRC) грант в размере 125 000 долларов на разработку 3-D принтера, который сможет готовить «питательную и вкусную» пищу для астронавтов.

Следуя заложенному в них «цифровому рецепту», данные устройства смогут использовать порошковые питательные ингредиенты для того, чтобы производить из них реальные кулинарные изделия. Они даже по запаху ничем не будут отличаться от тех, которые рождаются на обычной земной кухне.

Всем известно, как были сделаны некоторые великие открытия: Ньютону на голову упало яблоко, а Архимед решил искупаться в ванне. Идея «3-D повара» не стала исключением. По словам Анжана Контрактора, инженера SMRC и руководителя проекта «стереолитографической пищи», идея эта пришла ему в голову после того, как он с помощью 3-D принтера сделал шоколадку для жены.

На «тюремном» пайке далеко не улетишь

Шоколадка дала Контрактору и его коллегам «пищу» (простите за невольный каламбур) для размышлений. Их результатом и стала заинтересованность, которую проявило НАСА к этой идее.

Почему –объяснил в интервью газете The Washington Post Дэвид Стейтс, представитель НАСА по связям с общественностью. По его словам, то, что сейчас предлагают астронавтам на орбите в качестве продуктов питания, «не соответствует ни питательным, ни каким-либо другим требованиям к пище, которой предстоит храниться в течение пятилетней пилотируемой миссии к Марсу, или в ходе длительного полета».

По ценам начала 1980-х годов, суточный рацион космонавта на орбите доходил до тысячи рублей в день (это при том, что за пять тысяч рублей можно было купить вазовскую «копейку»). Столь высокая стоимость продуктов питания обитателей «Салютов» была связана не столько с их вкусовыми качествами, сколько с необходимостью обеспечить длительные сроки хранения пищи при минимальной потере питательных свойств.

Изготавливались эти продукты с применением самых современных и весьма дорогостоящих технологий. Но при этом, как вспоминали многие космонавты, отличить консервированную рыбу от консервированной курятины можно было лишь посмотрев на баночную этикетку. Одинаковые способы обеспечения «долгоживучести» этих «деликатесов» придавали им почти одинаковый вкус.
Дегидратированные, пастеризованные, или стерилизованные, пропитанные консервантами, и, как следствие почти обезличенные по вкусу.

Как все это далеко от «бабушкиной» кухни! Когда речь идет о полугодовом, или даже годовом полете, то ладно, можно потерпеть. Но несколько лет в ограниченном пространстве космического корабля на таком рационе может даже у закаленных и мотивированных космоплавателей невольно вызвать ассоциации с тюремным заключением, что не будет служить укреплению их морального духа.

Не стоит думать, что за 125 тыс долларов SRMC принесет НАСА готовый 3-D «кухонный комбайн». Речь идет о разработке к концу текущего года концепции этого «комбайна», который, возможно, когда-нибудь действительно будет кормить марсианских колонистов, или экипажи, совершающие длительные полеты.

Пицца и рубанок

По словам представителей SMRC, 3-D принтеры позволят угождать вкусам самых привередливых гурманов. Действительно, используя большое количество базовых питательных компонентов можно составлять из них самые разные комбинации: от хот-дога до фуа-гра. И все, что нужно для этого - лишь выбрать соответствующую программу, заложенную в память компьютера.
Впрочем, выбирать что-либо лишь из памяти компьютера вовсе необязательно.

Как насчет маминых блинчиков с шоколадным соусом, которыми она всегда угощала вас по праздникам? Их нет в «меню» 3-D принтера? Неважно. Все, что нужно сделать маме, чтобы накормить вас ими –отправить с Земли электронный сигнал, содержащий рецепт данного блюда. Сигнал поступит в «мозг» 3-D принтера и через какое-то время вы будете наслаждаться произведением кулинарного искусства, пришедшим к вам из вашего детства.

Впрочем, до блинчиков стереолитографии еще нужно «дорасти». Пока же ей предстоит освоить изготовление банальной пиццы. Почему пиццы? Да потому, что это изделие достаточно питательное, имеет четко выраженный вкус, а главное – состоит из ряда слоев, что облегчит его «выделку» 3-D принтером.

Ведь стереолитография – это производство предмета, или продукта питания именно путем последовательного нанесения слоев материала, или пищевых ингредиентов. Эти ингредиенты поступают в виде порошков в смесительную камеру, смешиваются там с водой и маслом и… готово!

Жизнь за пределами Земли такова, что колонистам, или космоплавателям кроме ножа и вилки нужно периодически брать в руки отвертки, сверла, плоскогубцы, рубанок, пилу и.т.д… Но не везти с собой на Марс целую слесарную, или столярную мастерскую! И здесь опять на помощь приходят 3-D принтеры.

Используя подручный марсианский материал (руду, грунт, глину и.т.д…) они снабдят колонистов необходимыми инструментами.

Молодым везде у нас дорога

Не стоит думать, будто до SRMC НАСА не задумывалось о том, как использовать стереолитографию для колонизации космоса. Десять лет назад в Исследовательском центре НАСА в Лэнгли, штат Вирджиния, было разработано устройство под названием Electron Beam Freeform Fabrication (EFB3). Данная система также относится к категории 3-D принтеров, ибо изготавливает из загруженного в нее сырья предметы с помощью электронного луча. В настоящее время специалисты центра доводят это устройство «до ума», чтобы использовать его на борту МКС.

Но есть и помимо SRMC частные исследовательские организации и компании, которые работают над тем, чтобы облегчить жизнь будущим астронавтам и космическим колонистам с помощью трехмерных принтеров. Так, сотрудники Международного космического университета (ISU) выдвинули идею построить на Луне лунный модуль под названием SinterHab с использованием стереолитографии. А специалисты калифорнийской компании Made in Space, Inc. уже несколько лет сотрудничают с НАСА в направлении создания «космических» 3-D принтеров и даже испытали один из них в условиях искусственной невесомости, созданной в салоне самолета.

Впечатляют не только технологические успехи Made in Space, но и то, кто их достиг. На фотографии, изображающей команду создателей рядом со своим детищем, стоят совсем молодые люди в возрасте от 25 до 30 лет.

Рулет… из тараканов, или вино из одуванчиков

Вообще, как и в случае со стереолитографией в целом, идея производить кулинарные изделия с помощью 3-D принтеров возникла до того, как ее стали рассматривать в практической плоскости. Еще в 2011 году сотрудники Корнельского университета в США построили принтер, который создавал разные «вкусности» с использованием пищевых паст, продавливаемых через шприц.

А голландская компания TNO в своих попытках сделать из 3-D принтеров «скатерть-самобранку» пошла еще дальше. По мнению ее работников, эти устройства могут использовать в качестве источников протеина для изготовления продуктов питания водоросли, траву и даже насекомых.

По мнению ряда специалистов, стереолитография способна внести ощутимый вклад в борьбу с голодом на нашей планете. Отпадет необходимость в дорогостоящих транспортировках продуктов питания (зачем? - ведь необходимые органические компоненты есть буквально повсюду) и производство пищи станет практически безотходным.

Будем надеяться, что и без того непростая жизнь тараканов не осложнится еще больше из-за нависшей над ними угрозы стать пищей для людей. Что же касается флоры, то почему бы и нет? Будь во времена Рэя Брэдбери 3-D принтеры, то возможно, что вкус «вина из одуванчиков» люди смогли бы ощутить не только на страницах его одноименного романа.

Показать комментарии

XS
SM
MD
LG