NASA prowadzi prace nad drukowanym 3D materiałem do stosowania w przestrzeni kosmicznej

0

Warunki panujące w przestrzeni kosmicznej nie sposób porównać do jakiegokolwiek środowiska na Ziemi. Kolosalna amplituda temperatur, próżnia zamiast tlenowej atmosfery, wysoka ekspozycja na promieniowanie – to wszystko sprawia, że trudno nazwać kosmos sprzyjającym otoczeniem. Materiały, z których wytwarza się elementy przeznaczone do umieszczenia na orbicie ziemskiej muszą wykazywać szereg właściwości wytrzymałościowych i odpornościowych. Specjalistom z jednego z centrów badawczych NASA, Jet Propulsion Laboratory, udało się otrzymać tworzywo metaliczne odporne na warunki kosmiczne. Co ciekawe, stworzone przy użyciu technologii addytywnych.

Według twórców wydrukowana przestrzennie struktura cechuje się wszystkimi niezbędnymi cechami – odporne na skrajne temperatury, odbija niebezpieczne promieniowanie, wytrzymałe a jednocześnie umożliwiające zginanie niczym kartka papieru. Tworzywo o tak obiecującej gamie właściwości może znaleźć potencjalne zastosowanie w  nowoczesnej produkcji skafandrów lub izolacji statków kosmicznych.

Trwała struktura otrzymanego materiału składającego się z połączonych, kwadratowych płytek przywodzi na myśl średniowieczne kolczugi. Wbrew pozorom tworzywo nie zostało jednak zespolone z pojedynczych elementów – całość została uzyskana w jednym procesie dzięki zastosowaniu technik przyrostowych. Jak podkreśla koordynator projektu, Raul Polit-Casillas, cały projekt nosi znamiona pionierskiej technologii druku 4D. Czterowymiarowy druk oprócz nadania zaplanowanej geometrii pozwala na określenie funkcji materiału jak zaprogramowanie zmiany kształtu elementu w czasie użytkowania.

Materiał cechuje wysoka wytrzymałość, co jest niezwykle istotne ze względu na krążące w przestrzeni kosmicznej poruszające się z olbrzymią prędkością okruchy skalne. Mimo swojej znikomej masy stanowią realne zagrożenie dla ciągłości powierzchni skafandrów, sond lub satelitów. Wysoki współczynnik odbicia promieniowania kosmicznego oraz możliwość kontrolowania wymiany cieplnej są odpowiedzią na kosmiczne warunki związane z utrzymaniem stałej ciepłoty ciała. Ze względu na niewyobrażalną rozpiętość temperaturowa (w chwili gdy powierzchnia od strony słońca osiąga przeszło 1o0 ° C, pozostająca w cieniu oziębia się do prawie -200 ° C) utrzymanie względnej stabilności jest priorytetem.

Specyficzna, nielinearna konstrukcja daje możliwość zginania materiału bez uszkodzeń oraz odporność na rozciąganie klasyfikuje tworzywo jako rozwiązanie w produkcji nie tylko wspomnianych już odzieży ochronnej dla astronautów, ale również izolacji powierzchni statków kosmicznych czy ochrony sond przed meteoroidami.

Dla NASA nowa metoda wytwarzania wielofunkcyjnego tworzywa oznacza obniżenie kosztów produkcji przy zachowaniu najwyższej jakości. Jak ujawniają specjaliści z JLP, prowadzone są prace nad kolejnymi projektami związanymi z drukiem 3D… w kosmosie! Ma to zapewnić większą autonomię członkom ekspedycji kosmicznych podczas tworzenia wymaganych elementów w razie konieczności samodzielnej naprawy drobnych usterek.

Źródło: 3ders.org

Udostępnij.

O autorze

Magdalena Przychodniak

Pasjonatka technologii przyrostowych, studentka Inżynierii Biomedycznej. Całym sercem jest zaangażowana w życie koła naukowego BioMed-Spec, które zajmuje się budową biodrukarki 3D.

Rozmowa
z Cedrykiem
?