|
Марсианскую пыль можно использовать для 3D-печати
|
|
|
|
Если человечество когда-нибудь колонизирует Марс, нам нужно будет научиться производить большую часть еды и оборудования, необходимых для выживания на самой Красной планете. Это связано с тем, что доставлять материалы в космос непомерно дорого. Например, космический челнок НАСА стоит около 54 000 долларов (47 000 фунтов стерлингов), чтобы доставить на околоземную орбиту всего 1 кг (2,2 фунта) полезной нагрузки. Таким образом, все, что можно сделать на планете, сэкономит вес и деньги, не говоря уже о том, что если что-то сломается, астронавтам понадобится способ починить это на месте. Теперь исследователи из Университета штата Вашингтон (WSU) нашли способ 3D-печати инструментов и деталей ракет с использованием пыли на поверхности Марса. Исследователи утверждают, что прорыв может сделать будущие космические путешествия более дешевыми и практичными.
|
|
|
|
«В космосе 3D-печать — это то, что должно произойти, если мы хотим думать о пилотируемом полете, потому что мы действительно не можем нести все отсюда», — сказал профессор Амит Бандйопадхьяй из Школы машиностроения и материаловедения WSU. «А если мы что-то забыли, мы не можем вернуться, чтобы взять это». Вместе с аспирантами Али Афроузяном и Келлен Траксел профессор Бандиопадхьяй использовал порошковый 3D-принтер для смешивания имитации марсианской каменной пыли (известной как реголит) с титановым сплавом. Титан часто используется в освоении космоса благодаря его прочностным и термостойким свойствам. Затем мощный лазер нагревал материалы до температуры более 2000°C (3632°F), чтобы расплавить их. Затем расплавленную смесь вылили на движущуюся платформу, что позволило исследователям создавать различные размеры и формы. После того, как материал остыл, исследователи проверили его на прочность и долговечность.
|
|
|
Они обнаружили, что небольшое количество имитации измельченной марсианской породы, смешанной с титановым сплавом, образует прочный высокоэффективный материал, который можно использовать для изготовления инструментов и деталей ракет на Красной планете. Они изготавливали инструменты, используя от пяти до 100 процентов марсианского реголита, черного порошкообразного вещества, предназначенного для имитации каменистого неорганического материала на поверхности Марса, который можно было собрать с помощью робота-манипулятора или марсохода. Детали, изготовленные с использованием пятипроцентного реголита, демонстрировали лучшие свойства, чем только титановый сплав, а это означало, что его можно было использовать для изготовления более легких деталей, которые все же могли выдерживать большие нагрузки.
|
|
|
|
«Это дает вам материал с более высокой прочностью и твердостью, поэтому в некоторых приложениях он может работать значительно лучше», — сказал Бандйопадхьяй. Детали, изготовленные из 100-процентного реголита, были хрупкими и легко трескались, но Bandyopadhyay утверждает, что этот материал все еще можно использовать в качестве покрытий для радиационных экранов. Bandyopadhyay сказал, что исследование, опубликованное в International Journal of Applied Ceramic Technology, — это только начало, и будущие исследования могут привести к созданию более качественных композитов с использованием различных металлов или методов 3D-печати. «Это доказывает, что это возможно, и, возможно, нам следует подумать в этом направлении», — сказал он.
|
|
|
|
«Потому что речь идет не только о хрупких пластиковых деталях, но и о прочных металлокерамических композитных деталях, которые можно использовать для любых конструкционных деталей». Профессор Bandyopadhyay ранее работал над подобными экспериментами, используя 3D-печать для изготовления деталей из искусственного дробленого лунного камня — или лунного реголита — для НАСА в 2011 году. С тех пор космические агентства все больше и больше работали с 3D-печатью, и теперь у Международной космической станции есть собственные устройства для производства материалов, необходимых им на месте и для экспериментов.
|
|
|
|
Источник
|
