Man könnte meinen, die NASA bereitete sich auf einige Schwertkämpfe im Weltraum vor! Zumindest ist dies der Eindruck, den man bekommen könnte, wenn man sieht, dass sich die neue Rüstung der NASA zum ersten Mal entwickelt. Offiziell bezeichnen sie es als eine neue Art von „Weltraumstruktur“, die Astronauten, Raumschiffen und einsetzbaren Geräten Schutz bietet. Aber für den zufälligen Beobachter sieht es sehr nach Kettenhemdpanzerung aus!
Die neue Rüstung stammt von Polit Casillas, einem Systemingenieur des Jet Propulsion Laboratory der NASA. Inspiriert von traditionellen Textilien basiert diese Rüstung auf Fortschritten in der additiven Fertigung (auch bekannt als 3D-Druck), um gewebte Metallgewebe herzustellen, die sich schnell falten und ihre Form ändern können. Und eines Tages könnte es für fast alles verwendet werden!
Als Sohn eines Modedesigners in Spanien wuchs Casillas mit Stoffen und Textilien auf und war fasziniert davon, wie sie für Designzwecke verwendet werden. Ähnlich wie Textilien durch Zusammenweben unzähliger Fäden hergestellt werden, basiert Casillas Prototyp-Weltraumstoff auf 3D-Druck, um Metallquadrate in einem Stück zu erzeugen, die dann zu einer Rüstung aneinandergereiht werden.
Zusätzlich zu seiner Arbeit mit diesem neuen Raumgefüge leitet Casillas die Atelier-Werkstatt von JPL, die sich auf das Rapid-Prototyping fortschrittlicher Konzepte und Systeme spezialisiert hat. Diese schnelllebige Umgebung für die Zusammenarbeit arbeitet mit verschiedenen Technologien und sucht nach Möglichkeiten, neue (z. B. 4-D-Druck) in vorhandene Designs zu integrieren. Wie Casillas dieses Konzept in einer Pressemitteilung der NASA beschrieb:
„Wir nennen es„ 4-D-Druck “, weil wir sowohl die Geometrie als auch die Funktion dieser Materialien drucken können. Wenn die Fertigung des 20. Jahrhunderts von der Massenproduktion getrieben wurde, dann ist dies die Massenproduktion von Funktionen. “
Die Raumstoffe haben vier wesentliche Funktionen, darunter Reflexionsvermögen, passives Wärmemanagement, Faltbarkeit und Zugfestigkeit. Da eine Seite Licht reflektiert und die andere es absorbiert, dient das Material als Mittel zur Wärmekontrolle. Es kann sich auch auf viele verschiedene Arten falten und sich an Formen anpassen, während die Zugfestigkeit erhalten bleibt, um sicherzustellen, dass es die auf es ziehenden Kräfte aushält.
Diese Stoffe könnten verwendet werden, um Astronauten zu schützen und große Antennen, einsetzbare Geräte und Raumfahrzeuge vor Meteoriten und anderen Gefahren zu schützen. Darüber hinaus könnten sie verwendet werden, um sicherzustellen, dass Missionen in extremen Umgebungen vor den Elementen geschützt werden. Betrachten Sie Jupiters Mond Europa, den die NASA im kommenden Jahrzehnt mit einem Lander erkunden will - auch bekannt als. das Europa Clipper Mission.
Hier und auf anderen „Ozeanwelten“ - wie Ceres, Enceladus, Titan und Pluto - könnte diese Art flexibler Panzerung Raumfahrzeuge isolieren. Sie könnten auf Landestreben verwendet werden, um sicherzustellen, dass sie ihre Form ändern können, um auch in unebenes Gelände zu passen. Diese Art von Material könnte auch verwendet werden, um Lebensräume für Mars oder Mond zu schaffen - wie das Südpol-Aitken-Becken, in dem permanent beschattete Krater die Existenz von Wassereis ermöglichen.
Ein weiterer Vorteil dieses Materials ist die Tatsache, dass es im Vergleich zu Materialien, die mit herkömmlichen Herstellungsverfahren hergestellt wurden, erheblich billiger herzustellen ist. Unter normalen Bedingungen ist das Entwerfen und Bauen von Raumfahrzeugen ein komplexer und kostspieliger Prozess. Durch Hinzufügen mehrerer Funktionen zu einem Material in verschiedenen Entwicklungsstadien kann der gesamte Prozess kostengünstiger gestaltet und neue Designs implementiert werden.
Andrew Shapiro-Scharlotta ist Manager im Space Technology Office des JPL, einem Büro, das für die Finanzierung von Technologien im Frühstadium wie dem Space Fabric verantwortlich ist. Wie er es ausdrückte, könnte diese Art von Produktionsprozess alle Arten von Designs und neuen Missionskonzepten ermöglichen. "Wir kratzen nur an der Oberfläche des Möglichen", sagte er. „Die Verwendung von organischen und nichtlinearen Formen ohne zusätzliche Herstellungskosten führt zu effizienteren mechanischen Konstruktionen.“
Entsprechend der Entwicklung des 3D-Drucks für den Einsatz an Bord der ISS möchte das JPL-Team diesen Stoff nicht nur im Weltraum verwenden, sondern auch im Weltraum herstellen. Zukünftig sieht Casillas auch ein Verfahren vor, bei dem Werkzeuge und Strukturmaterialien aus recycelten Materialien gedruckt werden können, was zusätzliche Kosteneinsparungen ermöglicht und eine schnelle Produktion der erforderlichen Komponenten auf Abruf ermöglicht.
Ein solcher Produktionsprozess könnte die Art und Weise, wie Raumfahrzeuge und Raumfahrtsysteme geschaffen werden, revolutionieren. Anstelle von Schiffen, Anzügen und Roboterfahrzeugen, die aus vielen verschiedenen Teilen hergestellt wurden (die dann zusammengebaut werden müssen), könnten sie wie „ganzes Tuch“ ausgedruckt werden. Die Revolution in der Fertigung scheint sich abzuzeichnen!
