Un team di ricerca dello Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) che comprende il 2° anno di dottorato di ricerca. studente Maxim Isachenkov, Ricercatore senior Svyatoslav Chugunov, Professore Iskander Akhatov, e il professor Igor Shishkovsky ha preparato un'ampia revisione sull'uso delle tecnologie di produzione additiva (AM) (nota anche come stampa 3D) nell'esplorazione lunare con equipaggio. Il loro articolo pubblicato sulla rivista Acta Astronautica contiene una descrizione completa della composizione geologica della superficie lunare e delle proprietà del suolo lunare (regolite lunare) e dei suoi simulanti, dettagliando la loro mineralogia, morfologia, e composizione chimica, alla luce del loro uso futuro come materia prima per la stampa 3D sulla superficie lunare.

Gli autori hanno valutato diverse tecniche di stampa 3D presentate in letteratura in termini di idoneità per la produzione e la manutenibilità in situ, con particolare attenzione all'adattamento dei metodi AM alla bassa gravità, consumo energetico limitato, vincoli dimensionali e di peso dei componenti AM consegnati sulla luna, scalabilità delle tecnologie AM, prestazioni a bassa gravità dei metodi di stampa 3D, e autonomia delle applicazioni AM.

Secondo Maxim Isachenkov, "Le tecnologie di stampa 3-D saranno una delle pietre miliari dell'esplorazione lunare, fornire ai futuri astronauti l'infrastruttura necessaria, pezzi di ricambio, e strumenti tramite l'utilizzo delle risorse locali." Ritiene che, "Non esiste un approccio universale alla stampa 3D in grado di affrontare tutti questi compiti. Ogni approccio avrà una propria nicchia, a seconda di molteplici fattori. Varrebbe la pena sviluppare una strategia su come utilizzare una serie di metodi AM individualmente o in combinazione e selezionare una tecnica più adatta a uno scopo specifico".

Il team spera che la loro revisione aiuterà i ricercatori di tutto il mondo a trovare le tecniche AM più promettenti per ulteriori ricerche e sviluppi e coinvolgerà più team in questi studi, che potrebbe eventualmente contribuire allo sviluppo sostenibile della futura infrastruttura lunare e all'espansione della presenza umana nello spazio.

Gli scienziati Skoltech guidati dal Prof. Shishkovsky sono passati dall'analizzare lo stato dell'arte globale nel campo e hanno lanciato la propria ricerca. Il CDMM Additive Manufacturing Lab ha avviato studi sull'applicabilità di varie tecnologie di stampa 3D per la regolite lunare, con enfasi sulla stereolitografia che aiuta a produrre parti in ceramica di precisione ad alta resistenza. I primi campioni del laboratorio ottenuti da un simulante del suolo lunare sviluppato dal Center for Lunar and Asteroid Surface Science (CLASS) della NASA hanno dimostrato che questo approccio è possibile in linea di principio (Fig. 1).

Il team Skoltech prevede di produrre prodotti funzionali più complessi, come moduli abitativi, eseguire prove meccaniche, e adattare la tecnologia per il funzionamento autonomo nella gravità lunare.