Các nhà khoa học Trung Quốc đã chế tạo thành công một máy in 3D tiên tiến có khả năng sản xuất gạch từ đất Mặt Trăng, sử dụng năng lượng Mặt Trời. Phát minh này hứa hẹn sẽ đơn giản hóa đáng kể và giảm chi phí xây dựng các cơ sở hạ tầng trên Mặt Trăng.
Thiết bị này tập trung năng lượng Mặt Trời để làm tan chảy đất Mặt Trăng (regolith) ở nhiệt độ trên 1.300°C, tạo ra những viên gạch đặc chắc và bền vững. Những viên gạch này có khả năng che chắn các mô-đun có áp suất khỏi bức xạ và các tác động của thiên thạch, loại bỏ nhu cầu vận chuyển vật liệu xây dựng nặng từ Trái Đất. Hệ thống này có khả năng tự cung tự cấp, chỉ sử dụng đất Mặt Trăng mà không cần bất kỳ phụ gia nào, là một bước tiến quan trọng hướng tới việc thiết lập các căn cứ bền vững trên Mặt Trăng, phù hợp với kế hoạch đầy tham vọng của Trung Quốc cho Trạm Nghiên cứu Quốc tế trên Mặt Trăng (ILRS).
Quá trình phát triển kéo dài hai năm đã giải quyết nhiều thách thức kỹ thuật, bao gồm truyền năng lượng và sự thay đổi thành phần của đất Mặt Trăng. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra nhiều mẫu đất Mặt Trăng mô phỏng để đảm bảo khả năng thích ứng của máy móc. Mặc dù gạch Mặt Trăng là một bước đột phá, các chuyên gia lưu ý rằng chúng không đủ để hỗ trợ sự sống hoàn toàn trên Mặt Trăng do môi trường khắc nghiệt như trọng lực thấp và chân không. Do đó, gạch sẽ đóng vai trò là lớp bảo vệ bên ngoài, kết hợp với các mô-đun cấu trúc cứng và vỏ bơm hơi.
Trung Quốc đặt mục tiêu xây dựng một trạm cơ bản tại cực Nam Mặt Trăng vào năm 2035 và mở rộng thành một mạng lưới các cơ sở nghiên cứu vào năm 2050. Kế hoạch này, được công bố lần đầu vào năm 2021, bao gồm việc xây dựng một căn cứ robot hóa ban đầu thông qua năm lần phóng tên lửa siêu nặng từ năm 2030 đến năm 2035. Các sứ mệnh như Thường Nga 7 (dự kiến phóng năm 2026 để khảo sát môi trường và tài nguyên tại cực Nam Mặt Trăng) và Thường Nga 8 (dự kiến phóng năm 2028 để thử nghiệm sử dụng tài nguyên tại chỗ) là những bước chuẩn bị quan trọng cho việc xây dựng ILRS.
Công nghệ in 3D này sử dụng bộ tập trung phản xạ có độ chính xác cao kết hợp với truyền năng lượng quang học linh hoạt để tạo ra nhiệt lượng cần thiết, làm tan chảy regolith. Các thử nghiệm trên mặt đất đã xác nhận khả năng của nguyên mẫu trong việc làm tan chảy và tạo hình từ đất Mặt Trăng mô phỏng thành các đường, bề mặt, khối rắn và các hình dạng phức tạp. Các nhà nghiên cứu đã giải quyết các thách thức ban đầu liên quan đến việc tập trung năng lượng Mặt Trời và định hình regolith trong điều kiện mô phỏng môi trường Mặt Trăng, với sự tham gia của các chuyên gia từ khoa học hành tinh, khoa học vật liệu, kỹ thuật cơ khí, động lực học năng lượng, vật lý nhiệt và quang học.
Việc sử dụng đất Mặt Trăng làm vật liệu xây dựng tại chỗ (ISRU) không chỉ giảm chi phí vận chuyển khổng lồ từ Trái Đất mà còn mở ra tiềm năng cho các hoạt động khám phá không gian bền vững hơn. Công nghệ này có thể được sử dụng để chế tạo đường băng, nền tảng thiết bị và các yếu tố thiết yếu khác cho sự hiện diện lâu dài của con người trên Mặt Trăng, đồng thời mở đường cho các nhiệm vụ xa hơn tới Sao Hỏa.