Druk 3D robi prawdziwą furorę w wielu branżach, a eksploracja kosmosu nie jest tu wyjątkiem. Prywatni kontrahenci, NASA i Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) inwestują w technologie druku 3D, aby zrewolucjonizować sposób, w jaki podchodzimy do misji kosmicznych. Od produkcji części zamiennych na żądanie po budowę siedlisk na innych planetach, druk 3D ma odegrać kluczową rolę w przyszłości eksploracji kosmosu.
Zastosowania druku 3D w sektorze kosmicznym
Druk 3D okazał się wielkim sojusznikiem dla rozwoju sektora kosmicznego. Istnieje wiele przykładów i praktycznych zastosowań, które pokazały, że jest to technologia, która może przyczynić się do ogromnego postępu w tej branży. Od drukowania rakiet, takich jak te wykonane przez firmę Relativity Space, po maleńkie precyzyjne części wykonane z regolitu księżycowego. Oto niektóre z najbardziej imponujących przykładów.
Produkcja na żądanie
Jednym z najważniejszych wyzwań w misjach kosmicznych jest konieczność posiadania przy sobie części zamiennych i narzędzi do napraw i konserwacji. Dzięki drukowi 3D astronauci mogą produkować wymagane części na żądanie, zmniejszając potrzebę kosztownych i ryzykownych startów rakiet. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) zademonstrowała już wykonalność tego podejścia, z powodzeniem drukując 3D klucz zapadkowy przy użyciu pliku projektowego przesłanego z Ziemi. NASA posiada również świetne repozytorium modeli 3D , z którego można pobrać i wydrukować te same narzędzia , które są drukowane w kosmosie.
Budowanie satelitów i komponentów statków kosmicznych
Druk 3D pozwala na tworzenie lekkich i złożonych struktur, które mogą znacznie zmniejszyć wagę przy jednoczesnym zwiększeniu wytrzymałości satelitów i statków kosmicznych. Zmniejszenie masy przekłada się na niższe koszty wyniesienia na orbitę i większą ładowność. Kilka firm już wykorzystuje druk 3D do produkcji komponentów satelitów, a nawet całych rakiet.
Na przykład ESA opracowała różne urządzenia i komponenty drukowane w 3D w celu ulepszenia określonych elementów w swoich statkach kosmicznych i lądownikach. W przypadku mechanizmu rozkładania satelitarnych paneli słonecznych stworzyli lekką wersję istniejącego mechanizmu, która zmniejszyła liczbę potrzebnych oddzielnych części (tj. złożoność systemu) i zmniejszyła jego masę o 80%.
Druk 3D pozwala również na tworzenie części, które byłyby naprawdę trudne do wyprodukowania przy użyciu innych technik, a jednocześnie zmniejsza liczbę wymaganych części. Na powyższym obrazie widać wyniki prac konsorcjum szwajcarskich firm które, zaprojektowały i wyprodukowały beztarciowy mechanizm przekładniowy, wydrukowany w całości w 3D z wysokowydajnej stali nierdzewnej. Taka przekładnia drukowana w 3D umożliwia precyzyjne obracanie elementów takich jak silniki odrzutowe satelitów, czujniki, soczewki teleskopów lub lustra.
Księżycowe i marsjańskie siedliska
Jednym z najbardziej ambitnych zastosowań druku 3D w eksploracji kosmosu jest budowa siedlisk na Księżycu i Marsie. Wykorzystując lokalne zasoby, takie jak księżycowy lub marsjański regolit, drukarki 3D mogą budować struktury warstwa po warstwie, zapewniając zrównoważone i opłacalne rozwiązanie do zakładania placówek na innych ciałach niebieskich.
W ramach konkursu 3D-Printed Habitat Competition, różne zespoły opracowały projekty koncepcyjne i prototypy księżycowych i marsjańskich siedlisk ludzkich do eksploracji głębokiego kosmosu, w tym do planowanych podróży Agencji na Księżyc, Mars lub dalej.
Podsumowanie
Druk 3D ma zrewolucjonizować eksplorację kosmosu, dostarczając innowacyjnych rozwiązań dla niektórych z najważniejszych wyzwań, przed którymi stoją astronauci i inżynierowie. Wraz z dalszym rozwojem technologii możemy spodziewać się jeszcze bardziej przełomowych zastosowań druku 3D w kosmosie, torując drogę do nowej ery eksploracji przestrzeni kosmicznej przez człowieka.
W skrócie, druk 3D w przemyśle kosmicznym umożliwił:
- Umożliwia produkcję części na żądanie tam, gdzie dostęp do części zamiennych jest ograniczony (np. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna lub, w przyszłości, Księżyc i Mars).
- Tworzyć części lżejszych i bardziej wytrzymałych.
- Zmniejszyć złożoność systemu poprzez zmniejszenie liczby części.
- W ten sposób można zmniejszyć koszty i ryzyko związane z misjami kosmicznymi.