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太空3D打印小行星航天器研究

* 来源: * 作者: admin * 发表时间: 2020-03-06 14:24:59 * 浏览: 321

3D 打印技术是快速成型技术中的一种,又叫做增材制造是一种集计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数字控制、激光、精密伺服驱动、新材料等先进技术于一体的加工方法。3D 打印的主流成型技术包括光固化法 熔融沉积法直接金属粉末激光烧结法选择性激光熔化 分层实体制造法 等。

  

加州3D打印和空间技术公司MadeInSpace负责这样的创新,作为国际空间站上的第一台商用3D打印机,多臂3D打印空间机器人Archinaut,以及第一个扩展3D打印的制造空间环境中的公司。该公司与美国国家航空航天局密切合作,并在两年前从该机构获得资金,因为其雄心勃勃的计划将小行星转变为自主宇宙飞船,这可能有助于美国宇航局完成其在太空建造人类殖民地的长期目标。


    现在,美国宇航局只能带回一小块太空岩石。但RAMA项目(将小行星重建为自动航天飞机)希望建立使用模拟计算机和机制的概念可行性,使用3D打印将小行星转换为巨大的机械航天器,这可能携带大量的原始小行星材料。

    艺术家对小行星的描述已经变成了一个巨大的机械太空船,它可以飞到一个采矿前哨站。

    小行星非常酷,其中许多都含有宝贵的资源,如水和铂族金属,每天大约有100吨小行星和彗星物质撞击地球的大气层。作为将这些巨大的岩层变成功能性航天器的计划的一部分,MadeInSpace计划将一种先进的机器人种子船送到太空,以便与几颗近地小行星相遇。然后,该工艺将收获太空岩石材料并将其转化为原料,该原料可以3D打印以在现场建立能量存储,导航,推进和其他重要系统。一旦转换后的小行星准备就绪,它就可以编程自动飞到采矿站,这种方法远比将新的捕获探测器发射到太空岩石更有效。

    虽然我们目前没有能力或技术用3D打印类似于小行星上的材料的数字制导计算机,但MadeInSpace意识到如果有大量的原材料,人们不必依赖数字电子产品,不受质量或体积的限制。MadeInSpace联合创始人兼首席技术官JasonDunn说。“'我们能否在未来的某个时刻将小行星转换为该技术?'我们认为答案是肯定的。”

    两年前,NASA的创新先进概念(NIAC)计划鼓励太空探索技术的开发,为MadeInSpace提供了10万美元的第一阶段拨款,用于九个月的初步可行性研究。在此阶段,公司专注于该技术如何运作,确定其要求,以及制定技术路线图。如果公司选择可以挂靠,它还可以申请为期两年的50万美元的第二阶段奖励,用于持续的概念开发。

    由机器人“种子工艺”转换成机械航天器的小行星图。

    这些小行星船可能看起来不像传统的太空飞船,它们的电子电路和火箭发动机,而是使用模拟计算机和弹射式推进系统,它们将以受控方式发射小行星材料,通过使用质量驱动器在一个方向上射击自身的块,小行星可能会在相反的方向上加速前进。虽然这种方法的效率仅比化学火箭发动机高约10%,但推进剂是免费的。

    3D打印可用于制造一些小行星航天器部件,如用于引导和稳定的飞轮陀螺仪,用于存储挥发性材料的储罐,以及通过释放压力以打开储罐来产生机械动力的太阳能集中器。虽然ProjectRAMA仍在向前发展,但Dunn承认它的完成仍将在未来发展......最终,它甚至可能在地球上有应用。