來自俄亥俄州立大學的科學家展示了激光 3D 列印技術能將月球塵埃轉化為可行的月球建築。這項技術一旦啟用，不僅具成本效益，所建造的結構還可能極其耐用、耐熱且無毒。在一個名為原位資源利用（In-Situ Resource Utilization, ISRU）的過程中，這種技術將消除運送建築材料到月球的需求，以建造未來的長期基地。如果這項技術得以實現，將能在未來有人任務中用於建造棲息地、工具、著陸墊、輻射屏障及其他重要結構組件。
月球塵埃（被稱為月球風化層）通常顆粒極細，且通常鋒利且高度磨蝕。它的外觀呈玻璃狀，且通常富含玄武岩（即一種火成岩），特別是在月球的高地和海洋區域。雖然在月球上非常常見，但在地球上月球風化層卻非常稀缺，因此團隊必須使用合成模擬物進行新技術的測試。他們使用了一種稱為 LHS-1 的材料，這種材料非常接近月球高地風化層。團隊將這些塵埃鋪成薄層，然後用高能激光照射。
利用月球在月球上進行建造的過程中，激光使塵埃中的顆粒熔化，從而使其融合。冷卻固化後，團隊再添加額外的塵埃並重複此過程，最終形成一種類似陶瓷的物質，具備極高的強度、耐熱性和耐用性。他們還發現此過程可在多種表面上進行，例如不銹鋼、玻璃，甚至鋁矽酸鹽陶瓷。根據團隊的說法，他們發現月球塵埃陶瓷在鋼和玻璃上通常附著不良，但對其他非月球風化層的陶瓷附著良好。
這並不令人驚訝，因為鋁矽酸鹽傾向於與熔融的風化層形成兼容的晶體結構。以此作為基底能改善最終產品的機械強度、熱震穩定性和結構穩定性。團隊也嘗試了其他環境因素，如氧氣水平和激光功率。他們發現新材料對環境條件非常敏感，這一重要發現意味著該過程需要在實際環境中有效，而不僅僅是在實驗室中。
如果在月球上實施，這一點將非常重要，因為月球沒有大氣，並且經常遭受劇烈的溫度變化（約 +120°C 到 -170°C）。如此大的溫度變化可能會導致嚴重的熱震，從而引發裂紋，最終導致失敗。另一位研究作者莎拉·沃爾夫表示：“在太空中出現的條件是非常難以在模擬環境中再現的。”她補充道，雖然在實驗室中可能有效，但在資源稀缺的環境中，必須嘗試一切以最大化機器在不同情況下的靈活性。
展望未來，這項技術可能為未來的月球任務帶來突破性的變革，特別是阿耳忒彌斯計劃。其主要目標之一是建立在月球的長期可持續存在。為此，NASA需要在月球上建設長期基礎設施，而像這樣的技術將非常有用。尤其是運送混凝土或鋼材等物品的成本非常高（每公斤約超過 100 萬美元），這使得在月球上自行生產物品的潛力更具吸引力。
“如果我們能成功地在太空中利用非常少的資源製造物品，那麼我們在地球上的可持續性也會有所提升。”她強調，團隊正在努力改善機器在不同情況下的靈活性，以此達成這一目標。該研究的詳細內容可以在《航天學報》上查看。
