Юный техник, 2014 № 01

На фоне полной Луны люди кажутся крошечными.

_{Фото Марка Ги.}

Снимок метеорного потока Переиды сделал Дэвид Кингэм (США).

Сказочный вид северного сияния.

_{Автор снимка — Фредрик Броме из Норвегии.}

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ Давайте напечатаем…

В последнее время мы все чаще слышим о технологиях трехмерной печати. Ее уже используют не только на Земле, но и в космическом пространстве. Вот какие разработки, к примеру, ведутся ныне по заказам Американского космического агентства NASA и Европейского космического агентства.

Начали с ракеты

На языке инженеров данная технология называется «электронно-лучевой процесс создания предметов произвольной формы» — ElectronBeam Freeform Fabrication (EBF3) — и представляет собой синтез 3D-печати и электронной сварки. С помощью электронного луча металлическая нить нагревается до температуры плавления, и расплавленный материал слой за слоем укладывается на подложку под управлением компьютера.

Для печати деталей космических конструкций разработчики использовали сплавы на основе алюминия, титана и никеля — то есть из тех же материалов, что традиционно используются в аэрокосмической промышленности. Из них сделали заготовки в виде проволоки толщиной 1,6 мм (сплав на основе алюминия) и 2,4 мм (сплав на основе титана). Схему процесса и то, что в результате получается, вы можете увидеть на иллюстрациях.

На первый взгляд, возможности такого способа пока еще оставляют желать лучшего. Однако учтите, что некоторые детали изготовлялись в условиях микрогравитации, поскольку технология изначально предназначена для использования в условиях космоса. Для этого экспериментальную установку погрузили на самолет, который поднялся на возможно большую высоту и сделал «горку», во время которой в кабине кратковременно наступила невесомость.

В то же время подобные эксперименты шли и на Земле, в лабораториях компании Pratt и Whitney Rocketdyne, специалисты которой подтвердили пригодность технологии для производства деталей ракет. Одну из изготовленных деталей смонтировали на двигатель J-2X и провели серию его огневых испытаний в космическом центре NASA имени Стенниса.

Испытания прошли успешно, и это позволяет разработать стандарты проектирования, изготовления и проверки надежности других печатных деталей. Анализ также показал, что технология трехмерной лазерной Плавки может существенно сэкономить время и деньги. Изготовление печатных деталей занимает считаные дни вместо месяцев, что уже само по себе выгодно. Кроме того, новые технологии позволяют удешевить производство ракеты примерно на 35 %.

Схема объемной печати из металла с помощью лазера

Некоторые из деталей, полученных, лазерной печатью.

Построим космолет и орбитальную станцию

Со временем Американское национальное космическое агентство NASA намерено печатать космические корабли и орбитальные станции прямо в космосе, сообщает газета Dailly Mail. В рамках этого проекта фирмой Tethers Unlimited уже начато проектирование завода, на котором будут создаваться части космических конструкций размерами в мили с помощью 3D-принтеров. Предполагается, что паукообразные роботы SpiderFab смогут прямо на орбите печатать отдельные сегменты будущих космических конструкций и собирать их в единое целое уже в 2020 году.

В настоящее время компоненты космических конструкций делают на Земле. А потому их изначально разрабатывают таким образом, чтобы их можно было складывать в контейнеры, соответствующие размерам ракеты-носителя, а затем разворачивать на орбите. Такой подход чрезвычайно дорог, а размер этих компонентов строго ограничен.

Производство на орбите позволит доставлять туда нужные материалы в очень компактной форме, так что они смогут уместиться в менее дорогую ракету-носитель меньшего размера, — рассказал доктор Роб Хойт, ведущий научный сотрудник Tethers Unlimited. — Свою деятельность роботы-печатники, наверное, начнут со строительства уникального телескопа, сооружение которого намечено на 2020 год.

Примерный вид космического строительства.

Так выглядит робот-монтажник.