美國華盛頓州立大學的研究人員發現，將少量模擬碎火星岩石與鈦合金混合，在3D打印過程中製成一種更堅固、更高性能的材料，可用於製造探索這顆紅色星球的工具和火箭部件。這一突破可以使未來的太空旅行更便宜、更實用。
研究人員發現了一種利用火星塵埃進行3D打印工具和部件的方法。 圖片來源：華盛頓州立大學
為了做到這一點，研究人員對火星岩塵（風化層）進行了測試。這是一種黑色粉狀物質，用於模擬在火星表面發現的岩石材料，其通過火星探測器的機械臂收集。研究人員使用基於粉末的3D打印機將模擬的火星岩塵與鈦合金混合。鈦合金因其耐熱性和強度而常用於太空探索。
研究人員用高功率激光器將材料加熱到超過2000攝氏度使它們熔化。接着，將熔化的混合物倒在一個移動的平台上，研究人員可創造出不同的尺寸和形狀。材料冷卻后，研究人員對其強度和耐用性進行了測試。
值得注意的是，研究人員在打印中使用了比例從5%到100%不等的火星風化層。僅添加5%的火星風化層製成的零件沒有任何裂縫或氣泡，比單獨使用鈦合金的性能更好、更加堅固。這意味着它可以用來製造重量更輕的零件，並仍然能承受重載。而100%由風化層製成的物體更容易破裂並且缺乏強度，儘管如此，該材料仍可用於製造塗料以保護設備免受生鏽或輻射損壞。
這項創新可以使直接在火星上製造零件成為可能。華盛頓州立大學教授阿米特·班迪奧帕迪稱，載人飛船任務很難將所有東西都帶到太空，而且如果他們在執行任務時忘記了一個工具，也無法立即返回地球去取。此外，僅將1公斤材料送入地球軌道就需要花費約54000美元。因此，任何可以直接在太空或火星上製造的東西都可以節省航天飛機的耗資和重量。
班迪奧帕迪表示，該研究仍處於早期階段，該團隊希望通過使用不同的金屬或3D打印技術獲得更好的結果。