建立月球人类驻点需要先进的航天器、航天服、生命维持系统以及处理垃圾的方案。MIT的CERBERUZ团队在NASA的LunaRecycle百年挑战赛中获得原型和数字孪生两条赛道的第一名。
该系统首先将非生物废料分为热塑料和其他材料,两类全部研磨成细粉后混合。混合粉末被送入注塑机,热塑料在熔融状态下携带其余粉末,随后注入模具,快速成形为高强度复合部件。
团队特别解决了Zotek F30闭孔热固性泡沫的回收难题。传统上热塑料与热固性泡沫无法共熔,CERBERUZ将Zotek粉碎后作为增强填料加入熔融塑料中,使其既成为结构强化剂,又避免了大量轻质泡沫的堆积。
整个回收链全部依赖机械和电力,不需要水或化学剂,也不产生二次化学废物,符合月球环境的资源约束。
为配合硬件,团队开发了DEIMOS(Digital Environment for Intelligent Modeling of Operational Systems),这是注塑机的数字孪生。DEIMOS利用实际生产数据预测不同配比和几何形状的填充、翘曲和收缩风险,帮助宇航员在投入有限资源前评估部件性能。
CERBERUZ来自MIT Space Resources Workshop,汇聚航空航天、机械、电子与材料四个系的本科生和研究生。团队在两年内完成从概念验证到最终演示,累计获得925,000美元奖金,计划将资金再投入工作坊用于设备升级。
该项目展示了在月球上将包装废料转化为本地制造原料的可行路径,为实现长期可持续的月球基地奠定了技术基础。
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