Une équipe de recherche du Skoltech Center for Design, Fabrication et matériaux (CDMM) comprenant 2e année de doctorat. étudiant Maxim Isachenkov, Chercheur scientifique principal Svyatoslav Chugunov, le professeur Iskander Akhatov, et le professeur Igor Shishkovsky a préparé un examen approfondi de l'utilisation des technologies de fabrication additive (AM) (également appelée impression 3-D) dans l'exploration lunaire en équipage. Leur article publié dans la revue Acta Astronautica contient une description complète de la composition géologique de la surface lunaire et des propriétés du sol lunaire (régolithe lunaire) et de ses simulants, détaillant leur minéralogie, morphologie, et composition chimique, à la lumière de leur utilisation future comme matière première pour l'impression 3D sur la surface de la lune.

Les auteurs ont évalué différentes techniques d'impression 3D présentées dans la littérature en fonction de leur aptitude à la fabrication et à la maintenabilité in situ, en mettant l'accent sur l'adaptation des méthodes AM à la faible gravité, consommation d'énergie limitée, contraintes de dimension et de poids des composants AM livrés sur la lune, évolutivité des technologies de FA, performances à faible gravité des méthodes d'impression 3D, et l'autonomie des applications AM.

Selon Maxim Isachenkov, "Les technologies d'impression 3D seront l'une des pierres angulaires de l'exploration lunaire, fournir aux futurs astronautes une infrastructure nécessaire, des pièces de rechange, et des outils via l'utilisation des ressources locales. "Il n'existe pas d'approche universelle de l'impression 3D capable de traiter toutes ces tâches. Chaque approche aura sa propre niche, en fonction de plusieurs facteurs. Il vaudrait la peine de développer une stratégie sur la façon d'utiliser un ensemble de méthodes AM individuellement ou en combinaison et de sélectionner une technique la mieux adaptée à un objectif spécifique."

L'équipe espère que leur examen aidera les chercheurs du monde entier à trouver les techniques de FA les plus prometteuses pour la recherche et le développement ultérieurs et à impliquer davantage d'équipes dans ces études, ce qui pourrait à terme contribuer au développement durable de la future infrastructure lunaire et à l'expansion de la présence humaine dans l'espace.

Les scientifiques de Skoltech dirigés par le professeur Shishkovsky sont passés de l'analyse de l'état de l'art mondial dans le domaine et ont lancé leurs propres recherches. Le CDMM Additive Manufacturing Lab a initié des études sur l'applicabilité de diverses technologies d'impression 3D pour le régolithe lunaire, en mettant l'accent sur la stéréolithographie qui aide à fabriquer des pièces en céramique de précision à haute résistance. Les premiers échantillons du laboratoire obtenus à partir d'un simulateur de sol lunaire développé par le Center for Lunar and Asteroid Surface Science (CLASS) de la NASA ont démontré que cette approche est possible en principe (Fig. 1).

L'équipe Skoltech envisage de fabriquer des produits fonctionnels plus complexes, tels que les modules vivants, effectuer des tests mécaniques, et adapter la technologie pour un fonctionnement autonome en gravité lunaire.