Можно было бы подумать, что НАСА готовится к некоторым боям на мечах в космосе! По крайней мере, такое впечатление может сложиться, когда они увидят, что новая броня НАСА разрабатывается впервые. Официально они называют его новым типом «космической ткани», которая обеспечит защиту космонавтов, космических кораблей и развертываемых устройств. Но для случайного наблюдателя это выглядит как кольчуга!
Новая броня - детище Полита Касильяса, системного инженера из Лаборатории реактивного движения НАСА. Вдохновленная традиционным текстилем, эта броня опирается на достижения, достигнутые в аддитивном производстве (так называемая 3-D печать), для создания тканых металлических тканей, которые могут быстро складываться и изменять форму. И когда-нибудь скоро его можно будет использовать практически для всего!
Будучи сыном модельера в Испании, Касильяс вырос вокруг тканей и текстиля и был заинтригован тем, как они используются для дизайна. Практически так же, как текстильные изделия изготавливаются путем переплетения бесчисленных нитей, прототип космической ткани Casilla использует трехмерную печать для создания металлических квадратов в виде одного куска, которые затем стягиваются вместе, образуя доспехи.
В дополнение к своей работе с этой новой космической тканью Касильяс является одним из руководителей мастерской JPL Atelier, которая специализировалась на быстром прототипировании передовых концепций и систем. Эта быстро развивающаяся среда совместной работы работает с различными технологиями и ищет способы включения новых (таких как 4-D печать) в существующие дизайны. Как Касильяс описал эту концепцию в пресс-релизе НАСА:
«Мы называем это« 4-D печать », потому что мы можем напечатать как геометрию, так и функцию этих материалов. Если производство 20-го века было обусловлено массовым производством, то это массовое производство функций ».
Космические ткани выполняют четыре основные функции, в том числе отражательную способность, пассивное регулирование нагрева, складываемость и прочность на разрыв. Поскольку одна сторона отражает свет, а другая поглощает его, материал действует как средство терморегуляции. Он также может складываться различными способами и приспосабливаться к формам, при этом сохраняя прочность на растяжение, чтобы гарантировать, что он может выдерживать растягивающие усилия.
Эти ткани могут быть использованы для защиты космонавтов и защиты больших антенн, развертываемых устройств и космических аппаратов от метеоритов и других опасностей. Кроме того, их можно использовать для обеспечения защиты полетов в экстремальных условиях. Рассмотрим луну "Европа Юпитер", которую НАСА планирует исследовать в ближайшее десятилетие, используя посадочный аппарат - он же. Европа Клипер миссия.
Здесь и в других «океанских мирах» - таких как Церера, Энцелад, Титан и Плутон - этот вид гибкой брони может обеспечить изоляцию для космического корабля. Их можно использовать на посадочных стойках, чтобы они могли менять свою форму, чтобы уместиться и на неровной поверхности. Этот вид материала также может быть использован для создания мест обитания для Марса или Луны - например, в бассейне Южного полюса-Эйткен, где постоянно затененные кратеры допускают существование водяного льда.
Еще одним преимуществом этого материала является тот факт, что его производство значительно дешевле по сравнению с материалами, изготовленными с использованием традиционных методов изготовления. В обычных условиях проектирование и строительство космических аппаратов - сложный и дорогостоящий процесс. Но добавляя несколько функций к материалу на разных этапах разработки, весь процесс можно сделать дешевле и реализовать новые конструкции.
Эндрю Шапиро-Шарлотта - менеджер в Бюро космических технологий JPL, которое отвечает за финансирование технологий ранней стадии, таких как космическая фабрика. По его словам, такого рода производственный процесс может обеспечить всевозможные проекты и новые концепции миссии. «Мы просто царапаем поверхность того, что возможно», - сказал он. «Использование органических и нелинейных форм без дополнительных затрат на изготовление приведет к более эффективным механическим конструкциям».
В соответствии с тем, как была разработана трехмерная печать для использования на борту МКС, команда JPL хочет не только использовать эту ткань в космосе, но и производить ее в космосе. В будущем Casillas также представляет процесс печати инструментов и конструкционных материалов из переработанных материалов, что обеспечивает дополнительную экономию средств и позволяет быстро производить необходимые компоненты по требованию.
Такой производственный процесс может революционизировать способ создания космических кораблей и космических систем. Вместо кораблей, костюмов и роботизированных кораблей, созданных из множества различных частей (которые затем должны быть собраны), они могут быть распечатаны как «целая ткань». Производственная революция, похоже, вырисовывается!
