ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตต (OSU) ประสบความสำเร็จในการพัฒนากระบวนการฉีดวัสดุด้วยเลเซอร์เพื่อเปลี่ยนดินดวงจันทร์ให้เป็นโครงสร้างที่แข็งแรง ทนทานต่อรังสีและสภาพแวดล้อมสุดขั้ว ซึ่งเป็นก้าวสำคัญที่จะช่วยให้โครงการอาร์ทีมิส (Artemis) ของนาซา รวมถึงแผนการสร้างฐานดวงจันทร์ของจีน รัสเซีย และยุโรป สามารถพึ่งพาตนเองได้โดยไม่ต้องขนส่งวัสดุก่อสร้างจำนวนมหาศาลจากโลก
การสร้างฐานที่มั่นบริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ซึ่งอุดมไปด้วยน้ำแข็งได้รับความสนใจอย่างมากจากองค์กรอวกาศทั่วโลก อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดสำคัญคือระยะทางที่ห่างไกลและการขนส่งเสบียงที่ใช้เวลานานหลายวัน นักวิทยาศาสตร์จึงมุ่งเน้นไปที่แนวคิด “การใช้ทรัพยากรในแหล่งกำเนิด” (In-Situ Resource Utilization หรือ ISRU) เพื่อลดการพึ่งพาโลกให้ได้มากที่สุด โดยผลการวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Acta Astronautica เมื่อช่วงต้นปี พ.ศ. 2569 ได้นำเสนอเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติแบบพิเศษที่ใช้ลำแสงเลเซอร์หลอมละลาย “เรโกลิท” (Regolith) หรือฝุ่นละเอียดและเศษหินบนพื้นผิวดวงจันทร์ให้กลายเป็นวัสดุก่อสร้างที่มีความแข็งแกร่ง
กระบวนการนี้ทำงานโดยการใช้เลเซอร์พลังงานสูงหลอมละลายวัสดุจำลองดินดวงจันทร์ (LHS-1) ซึ่งมีองค์ประกอบทางธรณีวิทยาคล้ายกับตัวอย่างหินบะซอลต์ที่เก็บกลับมาในโครงการอะพอลโล จากนั้นจึงฉีดพ่นวัสดุที่หลอมละลายทับซ้อนกันเป็นชั้น ๆ บนพื้นผิวรองรับ ทีมวิจัยพบว่าคุณภาพและความแข็งแรงของวัสดุที่พิมพ์ออกมานั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านสภาพแวดล้อมอย่างมาก ทั้งระดับออกซิเจน พลังงานเลเซอร์ และความเร็วในการพิมพ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิมพ์ลงบนพื้นผิวเซรามิกประเภทอะลูมิโน-ซิลิเกต วัสดุจะยึดเกาะกันได้ดีเยี่ยมและทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน (Thermal Shock) ได้ดีกว่าปกติ
แม้ว่าการทดลองในห้องปฏิบัติการจะให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ แต่การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้จริงบนดวงจันทร์ยังต้องเผชิญกับความท้าทายจากสภาพสุญญากาศและฝุ่นดวงจันทร์ที่มีความคมสูง ทีมนักวิจัยจึงเสนอแนวคิดในการพัฒนาเครื่องพิมพ์รุ่นถัดไปให้สามารถใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์หรือระบบพลังงานไฮบริดแทนไฟฟ้า เพื่อความยั่งยืนสูงสุดในการปฏิบัติภารกิจระยะยาว
งานวิจัยนี้ไม่เพียงแต่เป็นประโยชน์ต่อการสำรวจอวกาศและการตั้งถิ่นฐานบนดาวอังคารในอนาคตเท่านั้น แต่เทคโนโลยีการผลิตที่ใช้ทรัพยากรอย่างจำกัดและคุ้มค่าที่สุดนี้ ยังสามารถนำกลับมาประยุกต์ใช้เพื่อสร้างความยั่งยืนบนโลก โดยเฉพาะในพื้นที่ที่ขาดแคลนทรัพยากรหรือได้รับผลกระทบจากสภาวะโลกร้อน ซึ่งถือเป็นการตอกย้ำแนวคิดที่ว่าการแก้ปัญหาในอวกาศคือการหาทางออกเพื่อมวลมนุษยชาติบนโลกด้วยเช่นกัน
ข้อมูลอ้างอิง: Universe Today
- Laser-Based 3D Printing Could Build Future Bases on the Moon
