Indicates the type of a location. Location Type Defined by CCTVPLUS Indicates the role that a specific instance of a description takes among all descriptions. Description Role Defined by CCTVPLUS The role in the overall content stream. Part Role Indicates a kind of content rendition. Content Rendition Defined by CCTVPLUS CCTV Newscontent Co.,Ltd. CCTV Newscontent Co.,Ltd. All Rights Reserved. No access Chinese mainland CCTV Newscontent www.cctvplus.com +86-10-83949886 +86-10-63978447 contact@cctvplus.com 2024-11-28T17:27:19Z 2024-11-28T17:27:19Z 2024-11-25 2014-11-06T09:22:45Z China Central Television China China science and technology Recent/File Reciente/Archivo China-Lunar Base/Feasibility Verification China-Base Lunar/Impresión 3D/Viabilidad China's plan for 3D printing lunar habitats taking shape Idea de China de construir base de investigación lunar con impresión 3D: propuesta cada vez más validada Chinese scientists are making strides toward a fascinating goal: building a lunar research base by applying 3D printing robot to print houses directly using lunar soil, with the feasibility of this innovative concept increasingly being validated. The bold idea is spearheaded by a Chinese team led by Ding Lieyun, an academician of the Chinese Academy of Engineering and chief scientist of the National Center of Technology Innovation for Digital Construction (NCTI-DC) at central China's Huazhong University. Ding's research team has focused on addressing three core challenges, namely materials, structure, and technology, gradually formulating an initial solution to the question of how to build houses on the Moon. Given the immense costs of transporting construction materials across the vast distance between Earth and the Moon, utilizing in-situ resources is the optimal approach for building a lunar base. Lunar soil, or regolith, has been identified as a primary construction material as scientists have discovered that it contains abundant oxides, metals, and silicon compounds that could be processed into bricks or composite materials suitable for constructing the lunar research base. This concept is far from theoretical. China's lunar exploration program, initiated with the Chang'e series of missions, has already achieved significant milestones in sampling and analyzing lunar soil. The Chang'e-3 mission in 2013 conducted the first in-situ analysis of lunar soil composition, confirming its basic structural components. In 2020, the Chang'e-5 mission successfully returned 1,731 grams of lunar soil samples to Earth, providing critical data on its processability and plasticity. The subsequent Chang'e-6 mission in 2024 made history by collecting samples from the Moon's far side, marking the first time in human history that such samples were retrieved and prepared for transport back to Earth. These samples have not only enhanced the understanding of the far side's geological characteristics, but also provided valuable insights into the usability of lunar soil across different regions of the Moon. Through rigorous experimentation, Chinese scientists have managed to transform materials similar to lunar soil into prototype bricks. These lunar soil bricks have even been sent into space for testing, representing a crucial step toward realizing the vision of constructing buildings by directly using lunar soil. The Moon's harsh environment poses tremendous challenges for constructing the lunar research base as surface temperatures swing dramatically between 127 Degree Celsius during the day and negative 183 Degree Celsius at night, a range of 310 Degree Celsius that demands robust insulation and heat regulation. In addition, the Moon's microgravity and constant exposure to high-energy particle radiation place stringent requirements on the structural strength and durability of any construction materials. To address these challenges, Ding's team has proposed an egg-shaped architectural design known as the "Moon Pot Vessel." Inspired by the natural strength and lightweight properties of eggshells, this innovative structure offers several advantages. Its thermal efficiency minimizes heat loss and absorption, making it well-suited to the Moon's extreme temperature fluctuations. The hollow, double-layer construction not only conserves materials, but also enhances insulation. The curved surface of the structure efficiently distributes external pressure, thus improving resistance to impacts and ensuring long-term stability. With advancements in 3D printing technology, constructing buildings on the Moon by directly using lunar soil is becoming increasingly realistic. Ding's team envisions a process in which structures are 3D-printed layer by layer, beginning with a reinforced foundation created by using injection grouting techniques. Once the foundation is complete, robotic systems would print the walls and domes. For the dome structures, inflatable balloons would serve as temporary molds, over which 3D-printed material would be applied to form the final shape. However, Ding also highlights the challenges inherent in large-scale 3D printing with lunar soil. "One approach to building houses on the Moon is through 3D printing. For example, you could directly use lunar soil and process it with lasers for 3D printing. Alternatively, there are various powder-melting techniques that could be applied. However, lunar soil is somewhat similar to ceramic materials. If you're working on smaller structures, the problem is not too big. But if you're 3D printing a large building, it becomes prone to cracking," Ding said. The mineral composition of lunar soil varies, with some components having melting points as high as 2,000 degrees and others having melting points of only a few hundred degrees. Higher temperature processing risks vaporizing low-melting-point minerals, leaving voids in the material. Conversely, lower temperature processing may leave high-melting-point minerals unbonded, leading to weak spots that could develop into cracks over time. To solve these issues, Ding's team has drawn inspiration from traditional Chinese masonry techniques and timber joinery. They have proposed sintering lunar soil into bricks with interlocking mortise-and-tenon joints, which could then be assembled into structures by robotic systems. This modular approach distributes the risks associated with single-piece construction and allows for greater flexibility. 3D printing would still play a role in reinforcing the connections to ensure structural integrity. Reflecting on the progress made, Ding noted that the idea of 3D printing lunar bases once seemed like a distant dream. "Back in 2015, when we started exploring whether 3D printing could be used to build a lunar base and what materials could be used, it felt like a fantasy that is incredibly distant. But as we keep working, our understanding has deepened, and we have realized that it is not just our team making efforts. Scientists from all over the world are tackling this challenge together. For example, when it comes to energy issues, some experts told us, 'You don't need to worry about energy. There are specialized teams working on that. You'll just use their results when the time comes.' That realization has served as a big step forward. This is why interdisciplinary collaboration is so important. When these forces come together, they create something truly extraordinary," Ding said. Ding believes that this pioneering work will not only facilitate lunar exploration, but also lay the groundwork for future missions to more distant destinations such as Mars. As the technology matures, it represents a significant leap forward in humanity's quest to explore and inhabit other celestial bodies. "Today's experiments on the Moon provide foundational research that will help us go further in the future. They also position the Moon as a testbed for human deep-space exploration, enabling us to reach even greater distances," he said. Los científicos chinos están avanzando a pasos agigantados hacia un objetivo fascinante: construir una base de investigación en la Luna mediante la aplicación de la tecnología de impresión 3D y con materiales de origen lunar, y la viabilidad de este concepto innovador se ve cada vez más validada. La audaz idea fue planteada por un equipo chino dirigido por Ding Lieyun, académico de la Academia China de Ingeniería y científico jefe del Centro Nacional de Innovación Tecnológica para la Construcción Digital (NCTI-DC) en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong. El equipo de investigación de Ding se ha centrado en abordar tres desafíos fundamentales, a saber, materiales, estructura y tecnología, formulando gradualmente una solución inicial a la cuestión de cómo construir edificios en la Luna. Dados los inmensos costos de transportar materiales de construcción a través de la gran distancia entre la Tierra y la Luna, utilizar recursos in situ es el enfoque óptimo para la construcción de la base de investigación lunar. El suelo lunar, o regolito, ha sido identificado como un material de construcción primario, ya que los científicos han descubierto que contiene abundantes óxidos, metales y compuestos de silicio con el que se podría procesar ladrillos o materiales compuestos óptimos. Este concepto está lejos de ser teórico. El programa de exploración lunar de China, iniciado con la serie de misiones Chang'e, ya ha logrado hitos importantes en el muestreo y análisis del suelo lunar. La misión Chang'e-3 en 2013 realizó el primer análisis in situ de la composición del suelo lunar, confirmando sus componentes estructurales básicos. En 2020, la misión Chang'e-5 devolvió con éxito 1.731 gramos de muestras de suelo lunar a la Tierra, proporcionando datos críticos sobre su procesabilidad y plasticidad. La posterior misión Chang'e-6 en 2024 hizo historia al regresar a la Tierra trayendo consigo las primeras muestras recogidas por el ser humano en la cara oculta de la Luna. Estas muestras no solo han mejorado la comprensión de las características geológicas de la cara oculta, sino que también han proporcionado información valiosa sobre la utilidad del suelo lunar en diferentes regiones del satélite. A través de una experimentación rigurosa, los científicos chinos han logrado transformar materiales similares al suelo lunar en ladrillos prototipo. Estos "ladrillos lunares" incluso se han enviado al espacio a bordo de la nave espacial de carga Tianzhou-8 para realizar pruebas, lo que representa un paso crucial hacia la realización de la visión de construir edificios utilizando directamente el suelo lunar. El duro entorno de la Luna plantea enormes desafíos para la construcción de la base de investigación lunar, ya que las temperaturas de la superficie oscilan drásticamente entre los 127 grados centígrados durante el día y los 183 grados centígrados bajo cero por la noche, un rango de 310 grados centígrados que exige un aislamiento y una regulación térmica robustos. Además, la microgravedad de la Luna y la exposición constante a la radiación de partículas de alta energía imponen requisitos estrictos a la resistencia estructural y la durabilidad de cualquier material de construcción. Para abordar estos desafíos, el equipo de Ding ha propuesto un diseño arquitectónico en forma de huevo conocido como "vasija lunar". Inspirada en la resistencia natural y el bajo peso característico de las cáscaras de huevo, esta innovadora estructura ofrece varias ventajas. Su eficiencia térmica minimiza la pérdida y absorción de calor, lo que la hace muy adecuada para las fluctuaciones extremas de temperatura de la Luna. La construcción hueca de doble capa no solo conserva los materiales, sino que también mejora el aislamiento. La superficie curva de la estructura distribuye de manera eficiente la presión externa, mejorando así la resistencia a los impactos y asegurando la estabilidad a largo plazo. Con los avances en la tecnología de impresión 3D, la construcción de edificios en la Luna utilizando directamente el suelo lunar se está volviendo cada vez una alternativa más realista. El equipo de Ding imagina un proceso en el que las estructuras se imprimen en 3D capa por capa, comenzando con una base reforzada creada mediante técnicas de inyección de lechada. Una vez que la base esté completa, los sistemas robóticos imprimirían las paredes y las cúpulas. Para las cúpulas, los globos inflables servirían como moldes temporales, sobre los cuales se aplicaría material impreso en 3D para constituir la forma final. Sin embargo, Ding también destacó los desafíos inherentes a la impresión 3D a gran escala con el suelo lunar. "Un método para construir casas en la Luna es la impresión 3D. Por ejemplo, se podría utilizar directamente el suelo lunar y procesarlo con láseres para la impresión 3D. Alternativamente, existen diversas técnicas de fusión de polvo que se podrían aplicar. Sin embargo, el suelo lunar es algo similar a los materiales cerámicos. Si se emplea en estructuras más pequeñas, no es un gran problema. Pero si se usa para imprimir en 3D un edificio grande, se vuelve propenso a agrietarse", explicó Ding. La composición mineral del suelo lunar varía, algunos componentes tienen puntos de fusión de hasta 2.000 grados mientras otros tienen puntos de fusión de solo unos pocos cientos de grados. El procesamiento a mayor temperatura corre el riesgo de vaporizar los minerales de bajo punto de fusión, dejando huecos en el material. Por el contrario, el procesamiento a menor temperatura puede dejar los minerales de alto punto de fusión sin unir, lo que genera puntos débiles que podrían convertirse en grietas con el tiempo. Para resolver estos problemas, el equipo de Ding se ha inspirado en las técnicas tradicionales chinas de albañilería y carpintería de madera. Han propuesto sinterizar el suelo lunar para formar ladrillos con juntas de mortaja y espiga entrelazadas, que luego podrían ensamblarse en estructuras mediante sistemas robóticos. Este enfoque modular distribuye los riesgos asociados con la construcción de una sola pieza y permite una mayor flexibilidad. La impresión 3D seguiría desempeñando un papel en el refuerzo de las conexiones para garantizar la integridad estructural. Al reflexionar sobre el progreso logrado, Ding señaló que la idea de imprimir la base de investigación lunar en 3D alguna vez parecía un sueño lejano. "En 2015, cuando comenzamos a explorar si la impresión 3D podría usarse para construir una base lunar y qué materiales se podrían usar, parecía una fantasía increíblemente lejana. Pero a medida que hemos seguido trabajando, nuestra comprensión se ha profundizado y nos hemos dado cuenta de que no es solo nuestro equipo el que hace esfuerzos. Científicos de todo el mundo están abordando este desafío juntos. Por ejemplo, cuando se trata de cuestiones energéticas, algunos expertos nos dijeron: 'No necesitan preocuparse por la energía. Hay equipos especializados trabajando en eso. Simplemente ustedes usarán sus resultados cuando llegue el momento'. Esa constatación ha servido como un gran paso adelante. Es por eso que la colaboración interdisciplinaria es tan importante. Cuando estas fuerzas se unen, crean algo verdaderamente extraordinario", recordó Ding. Ding expresó su convicción en que este trabajo pionero no solo facilitará la exploración lunar, sino que también sentará las bases para futuras misiones a destinos más distantes como Marte. A medida que la tecnología madura, representa un avance significativo en la búsqueda de la humanidad para explorar y habitar otros cuerpos celestes. "Los experimentos que se están realizando hoy en la Luna son una investigación fundacional que nos ayudará a llegar más lejos en el futuro. También posicionan a la Luna como una plataforma de pruebas para la exploración humana del espacio profundo, lo que nos permitirá llegar a distancias aún mayores", afirmó. Chinese/Nats/Part Mute Chino/Nats/Parte Muda FILE: China - Exact Date and Location Unknown (CCTV - No access Chinese mainland) 1. Various of animation showing construction robot working on lunar surface, "Moon Pot Vessel" on moon Wuhan City, Hubei Province, central China - Recent (CCTV - No access Chinese mainland) 2. Model of China's future Moon base in National Center of Technology Innovation for Digital Construction (NCTI-DC) 3. SOUNDBITE (Chinese) Ding Lieyun, academician of Chinese Academy of Engineering; NCTI-DC chief scientist (starting with shot 2/partially overlaid with shot 4): "One approach to building houses on the Moon is through 3D printing. For example, you could directly use lunar soil and process it with lasers for 3D printing. Alternatively, there are various powder-melting techniques that could be applied. However, lunar soil is somewhat similar to ceramic materials. If you're working on smaller structures, the problem is not too big. But if you're 3D printing a large building, it becomes prone to cracking." ++SHOT OVERLAYING SOUNDBITE++ 4. Various of scientist analyzing lunar soil samples ++SHOT OVERLAYING SOUNDBITE++ 5. Sign of NCTI-DC 6. Various of mortise, tenon joint 7. Various of 3D printer, printed model of foundation, "Moon Pot Vessel" 8. SOUNDBITE (Chinese) Ding Lieyun, academician of Chinese Academy of Engineering; NCTI-DC chief scientist (partially overlaid with shot 9): "Back in 2015, when we started exploring whether 3D printing could be used to build a lunar base and what materials could be used, it felt like a fantasy that is incredibly distant. But as we keep working, our understanding has deepened, and we have realized that it is not just our team making efforts. Scientists from all over the world are tackling this challenge together. For example, when it comes to energy issues, some experts told us, 'You don't need to worry about energy. There are specialized teams working on that. You'll just use their results when the time comes.' That realization has served as a big step forward. This is why interdisciplinary collaboration is so important. When these forces come together, they create something truly extraordinary." ++SHOT OVERLAYING SOUNDBITE++ 9. Scientist, 3D printer working ++SHOT OVERLAYING SOUNDBITE++ FILE: China - Exact Date and Location Unknown (CCTV - No access Chinese mainland) 10. Various of animation showing Earth, Moon, construction robot building house on lunar surface Wuhan City, Hubei Province, central China - Recent (CCTV - No access Chinese mainland) 11. SOUNDBITE (Chinese) Ding Lieyun, academician of Chinese Academy of Engineering; NCTI-DC chief scientist (ending with shot 9): "Today's experiments on the Moon provide foundational research that will help us go further in the future. They also position the Moon as a testbed for human deep-space exploration, enabling us to reach even greater distances." FILE: China - Exact Date and Location Unknown (CCTV - No access Chinese mainland) 12. Various of animation showing Earth, Moon ARCHIVO: China - Fecha y localidad exactas desconocidas (CCTV - No acceso a la parte continental de China) 1. Animación que muestra la construcción de la base de investigación en la Luna Wuhan, provincia de Hubei, centro de China - Reciente (CCTV - No acceso a la parte continental de China) 2. Modelo de la base de investigación lunar de China 3. SONIDO SINCRÓNICO (chino) Ding Lieyun, académico de la Academia China de Ingeniería y científico jefe del Centro Nacional de Innovación Tecnológica para la Construcción Digital (NCTI-DC) en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (empieza con plano 2/parcialmente intercalado con plano 4): "Un método para construir casas en la Luna es la impresión 3D. Por ejemplo, se podría utilizar directamente el suelo lunar y procesarlo con láseres para la impresión 3D. Alternativamente, existen diversas técnicas de fusión de polvo que se podrían aplicar. Sin embargo, el suelo lunar es algo similar a los materiales cerámicos. Si se emplea en estructuras más pequeñas, no es un gran problema. Pero si se usa para imprimir en 3D un edificio grande, se vuelve propenso a agrietarse". ++PLANO INTERCALADO CON SONIDO SINCRÓNICO++ 4. Varios planos de científico analizando muestras de suelo lunar ++PLANO INTERCALADO CON SONIDO SINCRÓNICO++ 5. Signo del NCTI-DC 6. Varios planos de un modelo de construcción de mortaja y espiga 7. Varios planos de la impresora 3D imprimiendo el modelo de la "vasija lunar" 8. SONIDO SINCRÓNICO (chino) Ding Lieyun, académico de la Academia China de Ingeniería y científico jefe del Centro Nacional de Innovación Tecnológica para la Construcción Digital (NCTI-DC) en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (parcialmente intercalado con plano 9): "En 2015, cuando comenzamos a explorar si la impresión 3D podría usarse para construir una base lunar y qué materiales se podrían usar, parecía una fantasía increíblemente lejana. Pero a medida que hemos seguido trabajando, nuestra comprensión se ha profundizado y nos hemos dado cuenta de que no es solo nuestro equipo el que hace esfuerzos. Científicos de todo el mundo están abordando este desafío juntos. Por ejemplo, cuando se trata de cuestiones energéticas, algunos expertos nos dijeron: 'No necesitan preocuparse por la energía. Hay equipos especializados trabajando en eso. Simplemente ustedes usarán sus resultados cuando llegue el momento'. Esa constatación ha servido como un gran paso adelante. Es por eso que la colaboración interdisciplinaria es tan importante. Cuando estas fuerzas se unen, crean algo verdaderamente extraordinario". ++PLANO INTERCALADO CON SONIDO SINCRÓNICO++ 9. Científico monitoreando la operación de la impresora 3D ++PLANO INTERCALADO CON SONIDO SINCRÓNICO++ ARCHIVO: China - Fecha y localidad exactas desconocidas (CCTV - No acceso a la parte continental de China) 10. Animación que muestra la Tierra y la Luna, la construcción de la base de investigación en la Luna Wuhan, provincia de Hubei, centro de China - Reciente (CCTV - No acceso a la parte continental de China) 11. SONIDO SINCRÓNICO (chino) Ding Lieyun, académico de la Academia China de Ingeniería y científico jefe del Centro Nacional de Innovación Tecnológica para la Construcción Digital (NCTI-DC) en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong (finaliza con plano 9): "Los experimentos que se están realizando hoy en la Luna son una investigación fundacional que nos ayudará a llegar más lejos en el futuro. También posicionan a la Luna como una plataforma de pruebas para la exploración humana del espacio profundo, lo que nos permitirá llegar a distancias aún mayores". ARCHIVO: China - Fecha y localidad exactas desconocidas (CCTV - No acceso a la parte continental de China) 12. Animación que muestra la Tierra y la Luna