Les vaisseaux spatiaux, les atterrisseurs et les rovers pourraient être recyclés pour des pièces sur la Lune

La fabrication additive devient de plus en plus utile à mesure que la technologie s’améliore. L’un des domaines où il poursuit son développement est le domaine de l’exploration spatiale. Il a longtemps été évoqué comme faisant partie intégrante de tout effort d’utilisation des ressources in situ (ISRU) et est particulièrement important pour garantir que les premiers explorateurs sur la Lune disposent des outils et des matériaux dont ils ont besoin pour survivre. L’Agence spatiale européenne soutient cet effort de recherche, car son fonds Technology Development Element a soutenu les travaux d’une société autrichienne appelée Incus pour développer une solution d’impression 3D capable de réimprimer des pièces métalliques sur la Lune.

La Lune possède sans aucun doute de nombreux minerais métalliques prêts à être extraits par des robots ou des explorateurs. Cependant, fabriquer du métal à partir de ce minerai coûte cher en énergie et en temps, deux facteurs limités dans tout premier scénario d’exploration lunaire. Il serait donc probablement préférable d’utiliser le processus beaucoup plus simple de recyclage du métal existant.

C’est du moins la réflexion qui sous-tend les recherches menées à Incus. L'entreprise utilise une technique connue sous le nom de fabrication de métaux basée sur la lithographie (LMM), qui combine une poudre métallique avec un liant, puis durcit le mélange obtenu à l'aide de lumière ultraviolette. Ensuite, ils sont frittés ensemble pour créer une pièce complète sans tout le gaspillage des processus de fabrication « soustractifs » traditionnels.

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Mais sur la Lune, ce processus présente un défi supplémentaire. Comme tous les autres processus concurrents, il doit faire face à la substance lunaire la plus ennuyeuse : la poussière. La poussière lunaire est connue pour les problèmes qu’elle provoque, et ces problèmes s’étendent jusqu’à s’enraciner dans les processus de fabrication comme le LMM. Avec une concentration de poussière trop élevée, le durcissement et la reliure ne fonctionnent pas et les pièces métalliques imprimées s'effondrent littéralement en poussière.

Cela est particulièrement important pour les projets de recyclage qui utiliseraient du métal provenant d'objets tels que des rovers et des panneaux solaires qui auraient été exposés à la poussière lunaire pendant une période de temps significative. Il serait peu pratique de les nettoyer soigneusement avant de les recycler, principalement en raison du caractère notoirement collant de la poussière lunaire. Ainsi, pour des processus comme LMM, qui utilisent idéalement de la poudre provenant de pièces recyclées sur la Lune, il est fort probable qu’une fraction importante de poussière lunaire, plutôt que du simple métal, soit présente dans cette matière première en poudre.

Incus entreprit d'essayer de comprendre à quel point il s'agissait d'un problème. Leurs recherches parrainées par l'ESA ont utilisé à la fois du titane neuf et recyclé, combiné à un mélange de différents pourcentages de poussière lunaire. Le titane est peut-être un matériau coûteux sur Terre, mais il sera encore plus précieux sur la Lune, et relativement courant étant donné son utilisation omniprésente dans les composants aérospatiaux. Mais comment réagirait-il s’il était réimprimé dans une pièce si sa poudre était intégrée à jusqu’à 10 % de poussière lunaire ?

Étonnamment bien, en fait. Bien que des concentrations élevées de poudre de poussière lunaire puissent affecter la viscosité des pièces métalliques imprimées, la variation du rapport liant/poudre pourrait garantir que les pièces répondraient aux mêmes normes de porosité que celles possibles avec les processus de moulage par injection ici sur Terre.

Cela ne veut pas dire que LMM est prêt à être diffusé aux heures de grande écoute sur la Lune. Il reste du travail sur d'autres types d'impression de matériaux, tels que le fer/acier, et sur la question de savoir si des concentrations encore plus élevées de poussière lunaire pourraient forcer une sorte de processus de filtration avant que le métal puisse être recyclé. L’ESA semble vouloir poursuivre son soutien, nous pourrions donc bientôt voir davantage de résultats de la part d’Incus et de ses partenaires.

En savoir plus :ESA – Recyclage de pièces pour la vie sur la LuneUT – Impression 3D sur la Lune. Du régolithe au collage en passant par les objets et structures utilesUT – Il s'agit d'un prototype de sol en acier imprimé en 3D pour un habitat lunaireUT – La vision européenne d'une future base lunaire. Fabriqué à partir de poussière de lune.

Image principale : Un stylo aux côtés de pièces imprimées en 3D dans lesquelles il pourrait éventuellement être recyclé. Crédit – Incus