整个阿波罗11号登月任务只用了8天。未来，如果想在月球上建立永久性基地，甚至是火星或者更远的地方，那么未来的宇航员将不得不在太空中度过数月甚至数年。因此，必须建设一些定居点。如果用火箭运送所有用于建造和维护月球长期定居点的设备和物资，将非常昂贵，显然不太可行。
得益于3D打印技术的快速发展，宇航员可以就地取材，建造他们在月球上所需要的任何东西。
3D打印——或者称作增材制造技术，是一系列复杂技术的组合，可以制造几乎任何形状的物理产品。这项技术目前已经可以用包括金属、陶瓷和塑料在内的多种材料制造东西，其中一些材料可以用来制造宇航级设备。
利用月尘进行的3D打印
3D打印还有一个好处，那就是可以在最少的人力投入下开展。它甚至可以远程操作。从理论上讲，可以在宇航员到达月球(或任何其他太空目的地)之前把3D打印机送上月球，可以在宇航员到达之前就开始制造设备和产品。
当然，实际应用还存在着重大挑战。3D打印技术主要是为了在地球上使用而开发的，它依赖于一定的重力和温度的一致性来实现生产。到目前为止，地面所使用的材料远没有月球或火星表面的材料复杂。
月球表面覆盖着一层风化层，这是一种松散的粉末状物质，由数百万年前撞击月球表面的流星形成。这慢慢地将基岩的表层变成了一种类似土壤的物质，由直径不到几毫米的颗粒构成。虽然理论上可以将风化层用于添加剂制造，但对于3D打印房屋或更基本的组件(如砖块和水泥)，则需要来自地球的额外材料(如液体粘合剂)与风化层混合使用。
国际上一直在研究如何仅使用风化层就能3D打印一些工程部件。主要技术包括使用激光将非常少量的能量转化为热能，使风化层的颗粒熔化并融合在一起，形成一个薄而坚固的材料薄片。通过多次重复这个过程并依次添加更多的层，最终可以构建一个三维对象。
利用月尘可以快速制造一些小部件，无需其他材料
每一层的厚度约1毫米，因此如果是建造大型建筑，如墙壁或完整的遮蔽体，将花费大量的时间，显然不切实际。因此目前它更适合生产更小的、精确设计的物体，3D打印在复制这些部件时尤其有用，比利用一艘补给船从地球运来新部件进行替换更加方便。
为了弄清楚如何让3D打印在太空中工作，研究人员对材料和过程进行了深入的研究，并试图了解月球上的条件可能会如何影响它们。在没有现成的真正的风化层供应的情况下，研究人员使用了一种模仿其块状化学和矿物组成的材料，研究它与激光的相互作用，并以此来评估如何利用真正的风化层开展3D打印。
NASA的3D打印火星栖息地挑战赛冠军作品
NASA的3D打印火星栖息地挑战赛冠军作品
