Od ponad dwudziestu lat astronauci na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) niemal całkowicie polegają na materiałach wysyłanych z Ziemi do celów badań naukowych i życia codziennego – z wyjątkiem wody, która jest poddawana recyklingowi ze ścieków stacji.
Dzięki rosnącemu komercyjnemu przemysłowi kosmicznemu i globalnemu zainteresowaniu misjami pozaziemskimi dalekiego zasięgu Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, położonego 250 mil (402 km) nad powierzchnią Ziemi, naukowcy opracowują sposoby wytwarzania zapasów poza Ziemią. Ostateczne wyniki mogą pomóc w obniżeniu kosztów lotów podczas misji międzyplanetarnych na Księżyc. Mars A może nawet poza tym – twierdzą zwolennicy.
W niedawnej aktualizacji tego tematu naukowcy badają, jak druk 3D – popularna technika budowania obiektów poprzez wyciskanie wybranych materiałów, takich jak stopiony plastik, szkło czy metal – działa w warunkach mikrograwitacji. ponieważ drukowanie 3d Polega ona na wypluwaniu wybranego materiału z dyszy, warstwa po warstwie, w miarę jak twardnieje, tworząc pożądany wzór, powaga Jest to ważny aspekt mechanizmu.
Powiązany: Obejrzyj, jak NASA testuje wydrukowaną w 3D dyszę rakietową przeznaczoną do głębokiego kosmosu (wideo)
Naukowcy przewidują, że wysiłki te mogą pewnego dnia pomóc astronautom w budowaniu na zamówienie różnych zasobów, od części stacji kosmicznych po nanosatelity, nawet na dużą skalę. Satelity z Wydobyty materiał asteroidowy. Co więcej, możliwe będzie wydrukowanie w 3D siedlisk na Księżycu i innych planetach, co ostatecznie zmniejszy liczbę niezbędnych misji zaopatrzenia w ładunek.
„Statek kosmiczny nie może przewozić nieograniczonych zasobów, dlatego należy chronić i poddawać recyklingowi to, co posiada, a druk 3D to umożliwia” – mówi główny autor badania. Jakub Cordonnier Powiedział, że z Uniwersytetu Zachodniej Wirginii w A oświadczenie. „Możesz drukować tylko to, czego potrzebujesz, co zmniejsza ilość odpadów”.
Na Ziemi drukarka 3D może z łatwością zaprojektować najróżniejsze rzeczy, w tym obiektywy aparatów, gitary, etui na telefony komórkowe, a nawet pełnowymiarowe implanty i protezy części ciała. Jednak w kosmosie nawet proste ruchy mogą siać spustoszenie w skomplikowanych projektach, a grawitacja dyktuje te ruchy. Jednakże sposób, w jaki dowolny rodzaj materiału do budowy obiektów zachowuje się pod ciśnieniem wywieranym na drukarkę w kosmosie w porównaniu z tym, jak zachowuje się na Ziemi, nie jest dobrze poznany.
Tutaj pojawia się rola nowego badania. Cordonnier i jego zespół odkryli, że pianka z dwutlenku tytanu, materiał użyty w tym przypadku do budowy obiektów 3D, przecieka w warunkach mikrograwitacji inaczej niż w przypadku grawitacji ziemskiej, i zarejestrował te różnice. Naukowcy twierdzą, że wiedza ta będzie przydatna do określenia, w jaki sposób różne parametry drukarki, takie jak prędkość drukowania i ciśnienie, oddziałują na siebie w warunkach mikrograwitacji.
Tytan został wybrany z kilku powodów. Po pierwsze, jest lekka i bardziej odporna na korozję w porównaniu ze stalą nierdzewną, co oznacza, że jest opłacalną opcją w przypadku obiektów konstrukcyjnych 3D w przemyśle lotniczym. Po drugie, sam Księżyc zawiera metale takie jak tytan, co oznacza, że przyszli odkrywcy Księżyca będą mogli wydobywać własne materiały do druku 3D bezpośrednio z Ziemi.
„Wiemy, że Księżyc zawiera złoża minerałów bardzo podobnych do dwutlenku tytanu wykorzystywanego do produkcji pianki” – stwierdził w oświadczeniu współautor badania Constantinos Syros, profesor na Wydziale Mechaniki i Astronautyki Uniwersytetu Zachodniej Wirginii. „Zatem pomysł jest taki, że nie trzeba przenosić sprzętu stąd w kosmos, ponieważ możemy wydobyć te zasoby Księżyc I wydrukuj sprzęt potrzebny do pracy.
Poprzednie badania potwierdziły, że obszary na Księżycu są bogate w rudę tytanu i że kilka skał księżycowych zawiera te minerały 10 razy więcej Jest to metal szlachetny w porównaniu do ilości znajdującej się w skałach na Ziemi. Wreszcie wiadomo, że materiał blokuje prawie wszystkie emitowane przez niego promienie UV słońce– pokazuje nowe badanie.
Na Ziemi atmosfera ochronna naszej planety blokuje dużą ilość promieniowania ultrafioletowego. „W kosmosie lub na Księżycu nic nie może złagodzić problemu poza skafandrem kosmicznym lub pomalowaniem statku kosmicznego lub siedliska” – powiedział Cordonnier.
Zatem wszelkiego rodzaju sprzęt astronautów wykonany przy użyciu dwutlenku tytanu może stanowić skuteczną ochronę przed promieniami UV. Ale jakby tego było mało, wydaje się również, że minerał ten może wykorzystywać światło do wywoływania korzystnych reakcji chemicznych, takich jak oczyszczanie powietrza, a nawet wody.
Zespół wydrukował wcześniej w 3D kompletny lot paraboliczny Boeinga 727, gdy szczyt utworu doprowadził do 20 sekund Nieważkość. Następnie przewidują wysłanie drukarki w 6-miesięczną podróż na Międzynarodową Stację Kosmiczną, aby szczegółowo obserwować proces drukowania.
Badania te opisuje A papier Opublikowano w zeszłym miesiącu w czasopiśmie ACS Publications.
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
Długie nosy chronią lisy podczas nurkowania w śniegu
Identyfikacja kolejnego śmiertelnego wirusa | Wiadomości o Mirażu
Teleskop Hubble'a został przełączony w tryb niesamowicie bezpieczny z powodu utrzymującej się usterki