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3D打印百科
美国学生为登月任务开发可重复使用的3D打印着陆
发表日期:2021-01-26 11:53 浏览次数:154
       康铭光电科技网1月26日讯,来自美国十所大学和学院的一群本科生-NASA的Artemis Generation的所有成员-为将来的登月任务设计了3D可打印,可重复使用的发射和着陆台。这个概念被称为“月球羽绒缓解装置”(Lunar PAD),其设计目标是使用直接在月球表面上发现的月球重塑材料进行3D打印。它着重于解决启动着陆烧伤时遇到的未解决的问题,在这种情况下,来自发动机排气装置的作用力可能会导致散落的月球尘埃扬起并搅动。其新颖的曼荼罗式内部几何结构可将月球尘埃以层流的形式引向外部,从而降低了由月球着陆引起的原本非常湍急的沙尘暴的强度。
          该学生团队甚至在本月初的美国航空航天学院的2021年科学技术论坛上发表了有关其概念着陆平台的研究论文。美国宇航局马歇尔太空飞行中心首席技术员约翰·丹卡尼奇(John Dankanich)表示:“当您浏览此出版物时,学生和学校的多样性非常独特。与各种各样的团队合作开发解决NASA技术空白的创新解决方案具有明显的优势。”
 3D打印月球发射和着陆垫的内部几何形状
  3D打印月球发射和着陆垫的内部几何形状。通过ICON拍摄。
  3D打印的月球登陆垫
          该设计最初是在2019年由Dankanich组织的为期12周的培训课程中的NASA提案写作和评估体验中提出的。这个想法在当时被称为DUST DEVILS,其最高排名获得了NASA内部主题专家的团队资助和技术支持。然后,在2020年6月,研究小组向马歇尔的专家们介绍了最终设计,专家们获得了在地球上进行印刷和测试原型所需的资金。
         Dankanich补充说:“该提案解决了技术难题,因为该项目可以实现可持续的月球探测所需的安全且可重复使用的着陆平台。该团队工作了数百小时,聘请了NASA主题专家,从概念制定到初步设计。然后,他们在短短的几个月内就将这种设计与规模化的设计变成了现实。”
       护垫本身包括两个单独的层-火箭所在的屋顶和内部空间,内部空间充满用于重定向废气的通道。屋顶具有狭缝,使排气能够分散到整个内部通道中,然后从排气孔中将其从围绕发射板边缘的通风口中抽出。火箭的重量由中央锥体和分隔板支撑。
学生们在营地斯威夫特(Camp Swift)建造了电子秤的原型
  学生们在营地斯威夫特(Camp Swift)建造了电子秤的原型。通过ICON拍摄。
  测试原型
         为了测试设计的可行性,学生们去年与马歇尔的专家一起在得克萨斯州的斯威夫特营地打印了一个小规模的原型。他们使用了由ICON建筑公司开发的混凝土3D打印机和该项目的特殊水泥基材料。马歇尔太空技术开发部Jacobs工程集团的太空制造工程师Mike Fiske补充说:“去年很高兴与这些学生一起工作,并帮助推进行星发射和着陆方面的最新技术垫。”
         菲斯克(Fiske)和学生打算在2月下旬返回斯威夫特营地,在高温和压力下通过真实的火箭热试验和材料样品评估来测试原型垫。在打印过程中,将测量温度,应变和排气流量等参数所需的仪器集成到了垫板中。
        除了着陆区以外,NASA多年来一直在进行太空制造的想法。航天局最初选择工程公司COSM Advanced Manufacturing Systems于2017年开发了一种自动电子束3D打印机。该公司最近宣布,已开始着手最终开发和建造基于DED的金属3D打印机。满足NASA对太空组件维修的需求。

        在其他地方,不伦瑞克工业大学和汉诺威激光中心的科学家最近首次在零重力下进行3D打印月球重石。作为“ MOONRISE”项目的一部分,该团队在其“ MIRA3D”月球漫游车上安装了定制激光,并将月尘融化成球形,为飞行准备就绪的模型铺平了道路,该模型可以使未来的宇航员在其上制造长期结构月亮。