L’impression 3D à la conquête de l’espace

Tout le monde a entendu parler de la course à l’espace qui a eu lieu au 20e siècle. Si la bataille entre les États-Unis et l’Union soviétique est terminée depuis de nombreuses années, saviez-vous qu’une nouvelle course à l’espace a été lancée ? Cette fois, les scientifiques du monde entier sont à la recherche de solutions pour voyager dans l’espace, habiter sur d’autres planètes et permettre aux humains de vivre dans l’espace. Et pour y parvenir, l’impression 3D est l’une des principales technologies envisagées en raison de son adaptabilité, de sa rentabilité et, bien sûr, de sa capacité à utiliser des matériaux locaux. Afin d’y voir plus clair, 3Dnatives a examiné de plus près quelques-uns des projets les plus innovants. 

ICON et la NASA s’associent

Lorsque l’on parle d’impression 3D et de construction, le nom de l’entreprise ICON revient régulièrement dans la conversation. C’est notamment pour cette raison que la NASA a fait appel aux services de la célèbre société dans le cadre de l’un de ses derniers projets. Ensemble, ils cherchent à concevoir des habitats sur d’autres planètes. La startup a récemment annoncé qu’elle allait imprimer en 3D une simulation d’un bâtiment présent sur Mars en collaboration avec le cabinet d’architecture BIG-Bjarke Ingels Group. Baptisée Mars Dune Alpha, la structure, d’une superficie estimée à 518 mètres carrés, sera utilisée pour simuler un habitat martien réaliste. Dès que la production sera terminée, le modèle sera livré au Johnson Space Center de la NASA, situé à Houston, au Texas.

Crédits photo : ICON

Une vie sur Mars grâce à l’impression 3D ?

Depuis 2014, la NASA organise un concours baptisé « 3D-Printed Habitat Challenge » qui vise à imaginer des structures qui pourraient être imprimées en 3D dans l’espace pour favoriser une autre forme de vie que sur Terre. L’un des projets qui a été récompensé il y a quelques années est le projet MARSHA qui a développé un concept de maisons imprimées en 3D sur Mars. L’entreprise américaine AI Spacefactory est à l’origine de ces structures en forme de cônes, d’une superficie de 34 mètres carrés. Elle s’appuierait sur les ressources trouvées sur la planète rouge pour ériger les petites maisons, s’affranchissant ainsi des contraintes de transport de matériaux depuis la Terre. Enfin, MARSHA a été pensée avec un système à double coque pour isoler les espaces habitables des contraintes structurelles entraînées par les changements de température sur Mars.

Crédits photo : AI Spacefactory

Des combinaisons imprimées en 3D pour coloniser la planète rouge

Ce n’est un secret pour personne, de nombreux projets sont développés pour se rendre sur Mars. S’il est important de savoir comment s’y rendre, il est tout aussi important de s’assurer de pouvoir poser le pied sur la planète sans mourir. C’est pour cette raison que des entreprises comme la NASA ou l’Agence spatiale européenne (ESA) se penchent sur le sujet. Dans cette optique, la société Mars One, lancée en 2011, a imaginé une combinaison spatiale conçue grâce aux technologies 3D. Grâce à la numérisation, et à la fabrication additive, l’entreprise a développé une tenue parfaitement adaptée à la morphologie des astronautes afin d’assurer leur survie sur Mars. 

Crédits photo : Mars One

Les robots Zebro pour coloniser Mars

Pour construire des infrastructures sur Mars, les chercheurs de l’université technologique de Delft ce sont eux orientés vers l’impression 3D et les robots ! Baptisés Zebro Swarm, ils ont été conçus pour creuser des espaces de vie souterrains sur la planète rouge, en utilisant l’impression 3D pour solidifier les murs avec des matériaux martiens. Les robots autonomes fonctionneront comme des fourmis construisant une colonie, communiquant entre eux et se répartissant les tâches tout en creusant sous terre. Les scientifiques espèrent que la vie sous terre sur Mars soit adaptée aux humains, car les forts changements de température présents sur la surface de la planète la rendent invivable. L’Agence spatiale européenne a d’ailleurs reconnu l’importance du projet en accordant à l’équipe une subvention pour le développer. 

Luyten et l’impression 3D de structures sur la lune

Comme plusieurs sociétés, l’entreprise Luyten s’est spécialisée dans la fabrication additive pour l’exploration spatiale. Dans le cadre du projet Meeka, le fabricant australien d’imprimantes 3D collabore avec l’Université de New South Wales (UNSW). Ce programme a pour objectif d’utiliser l’imprimante 3D Platypus Galacticus, pour construire des structures sur la lune. Grâce à cette technologie et à partir de régolithe, un matériau lunaire, l’entreprise espère pouvoir construire des structures pouvant atteindre 12 mètres de long et 9 mètres de haut. En outre, afin d’identifier les zones constructibles, Luyten prévoit d’envoyer des rovers pour accompagner Platypus Galacticus. Certains seront en mesure d’évaluer les zones tandis que d’autres collecteront de la régolithe. 

Crédits photo : Luyten

La bio-impression 3D dans l’espace

La vie dans l’espace n’est évidemment pas toujours une partie de plaisir ; le manque de gravité affecte considérablement les os et muscles des astronautes. C’est pour cela que des chercheurs de l’ESA ont travaillé sur un projet de bio-impression 3D pour concevoir des échantillons de peau et d’os. Le processus d’impression a été réalisé à l’envers pour prouver qu’il peut être transféré dans l’espace, dans des conditions de micropesanteur. Si les astronautes pouvaient avoir une bio-imprimante 3D lors de leurs voyages, ils seraient en mesure de répondre à des urgences médicales – dans le cas de brûlures par exemple, l’équipage pourrait imprimer de la peau neuve. Dans le cas de l’ESA, plusieurs échantillons de peau et d’os ont été imprimés en 3D à partir de plasma, de méthylcellulose et d’alginate.

Echantillon imprimé avec des cellules de peau humaine en utilisant du plasma sanguin humain comme bio-encre riche en nutriments (crédits photo : ESA – SJM Photography)

Moon Village, la base lunaire imprimée en 3D 

Aujourd’hui, les imprimantes 3D permettent d’imprimer tous types de pièces, des voitures aux maisons en passant par les organes. Le potentiel de la technologie est énorme, et l’Agence spatiale européenne (ESA) le sait. En collaboration avec la Russie et la Chine, l’ESA souhaite imprimer en 3D une base lunaire appelée « Moon Village ». Pour y parvenir, les scientifiques ont pour objectif d’utiliser des matériaux lunaires, le transport de matériaux depuis la terre coutant trop cher. C’est pourquoi, depuis plusieurs années, les experts de la fabrication additive et de l’industrie spatiale s’efforcent d’étudier la faisabilité du projet, qui, pour l’instant, semble réalisable.

Le projet Moonrise

En janvier 2021, pour la première fois, une équipe de chercheurs de l’Université technique de Braunschweig et du Laser Zentrum Hannover (LZH) est parvenu à imprimer en 3D de la régolithe. Pour réaliser cette expérience baptisée « Moonrise », les scientifiques ont équipé un Rover lunaire d’un laser afin de faire fondre les matériaux lunaires et d’obtenir de la régolithe. Une fois cette étape terminée, les chercheurs ont utilisé le rover MIRA3D de l’IRAS, un véhicule lunaire spécialement conçu pour imprimer en 3D dans l’espace. Grâce à lui, l’équipe à l’origine du projet a affirmé être en mesure de concevoir des objets à partir de régolithe. Une première, qui pourrait à l’avenir ouvrir le champ des possibles en matière de construction sur la Lune.

Crédits photo : LZH

Des pansements bio-adhérents imprimés en 3D

Dans le cadre de la mission spatiale « Cosmic Kiss », au cours de laquelle différents tests sont effectués par les astronautes de l’ISS, l’astronaute allemand Matthias Mauerer a récemment testé l’utilisation de pansements adhésifs bio-imprimés dans l’espace. Baptisé Bioprint FirstAid, ils ont pour but de faciliter les premiers soins médicaux dans les zones désolées ou dans des conditions extrêmes. Pour appliquer les pansements, il suffit de placer l’imprimante à l’endroit souhaité sur la peau, où elle imprime immédiatement une bande de plâtre à l’aide d’une encre biologique spéciale. Grâce à sa forme compacte et à sa facilité d’utilisation, les scientifiques à l’origine du projet envisagent son utilisation future dans les cabinets médicaux ainsi que dans des zones complexes comme l’espace ou la terre, notamment dans la région arctique.   

Le projet LavaHive

On en parlait précédemment, en Mars 2015, la NASA lançait le concours 3D Printed Habitat Challenge. Et parmi les 160 candidatures, l’une a particulièrement marquée le jury. Baptisé LavaHive, le concept a été développé par des membres du Centre des astronautes européens et du groupe autrichien Liquifer Systems. Tout comme pour le projet Moonrise, les chercheurs ont eu pour idée d’utiliser de la régolithe comme matériau d’impression 3D. Plus précisément, le projet LavaHive intègre un habitat central gonflable renforcé par des parois imprimées en 3D à partir du matériau lunaire. De plus, afin d’obtenir un lieu de vie suffisamment grand, cette zone gonflable est reliée à trois sous-habitats, par des sortes de tunnels eux-aussi imprimés en 3D. 

Crédits photo : LavaHive

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