آ مطالعه اخیر منتشر شده در مواد و رابط های کاربردی ACS پتانسیل استفاده از پرینت سه بعدی را بررسی می کند در بی وزنی، که به عنوان ریزگرانش نیز شناخته می شود، با فوم تیتانیوم. این مطالعه توسط تیمی از محققان در تیم تحقیقاتی میکروگرانش در دانشگاه ویرجینیای غربی (WVU) انجام شد و این پتانسیل را برای دانشمندان و فضانوردان برای درک بهتر چگونگی تولید اجزای حیاتی برای ماموریت‌های فضایی طولانی مدت به ماه و حتی مریخ در اختیار دارد. .
نویسندگان همکار این مطالعه، رنه گارنو، ترنتون موریس و رونان باتس، که همچنین دانشجویان مهندسی WVU و اعضای تیم تحقیقاتی میکروگرانش (MRT) هستند، در حال آزمایش یک چاپگر سه بعدی در آزمایشگاه MRT دیده شدند که برای کار در ریزگرانش طراحی شده بود. به عنوان ایستگاه فضایی بین المللی، ماه یا مریخ. (اعتبار: WVU Photo/Brian Persinger)
یک سفینه فضایی نمی‌تواند منابع بی‌نهایتی را حمل کند، بنابراین باید آنچه را که دارید نگهداری و بازیافت کنید، و چاپ سه بعدی این امکان را می‌دهد. ژاکوب کوردونیه گفت، که دانشجوی دکترا در رشته مهندسی مکانیک و هوافضا در کالج مهندسی و منابع معدنی بنجامین ام استاتلر WVU و نویسنده اصلی این مطالعه است. “شما می توانید فقط آنچه را که نیاز دارید چاپ کنید و ضایعات را کاهش دهید. مطالعه ما به این موضوع پرداخت که آیا فوم دی اکسید تیتانیوم چاپ سه بعدی می تواند در برابر اشعه ماوراء بنفش در فضا محافظت کند و آب را تصفیه کند.
تیم تحقیقاتی میکروگرانش توسط دکتر کنستانتینوس سیروس رهبری می شود که دانشیار و معاون پژوهشی در دپارتمان مهندسی مکانیک و هوافضا WVU است. این مطالعه با فوم تیتانیوم در سال 2016 آغاز شد با پروازهای بوئینگ 727 که در آن دانشجویان از 20 ثانیه بی وزنی در طول پرواز سهموی برای چاپ خطوط فوم روی اسلایدهای شیشه ای استفاده کردند، اما از آن زمان به محیط آزمایشگاهی در WVU نقل مکان کردند.
با انجام این کار، تیم نشان داد که چنین اشیاء چاپ سه بعدی می توانند هم برای تصفیه آب و هم محافظت از فضانوردان و تجهیزات در برابر اثرات مضر نور فرابنفش استفاده شوند، زیرا هم ماه و هم مریخ فاقد لایه اوزون محافظ زمین و میدان مغناطیسی محافظت کننده هستند. ما از چنین پدیده های مضر کیهانی. هدف ارائه روشی ارزان و آسان برای کمک به فضانوردان آینده در ماموریت های طولانی مدت است.
تصویر چاپگر سه بعدی سفارشی برای آزمایش های ریزگرانشی که توسط تیم تحقیقاتی میکروگرانش در WVU توسعه یافته است. چاپگر با پاشیدن فوم از نازل (راست) روی بسترهای قرار داده شده در نگهدارنده نمونه (سمت چپ) کار می کند. (اعتبار: WVU Photo/Brian Persinger)
دکتر سیروس که همچنین یکی از نویسندگان این مطالعه است، گفت: «انتقال حتی یک کیلوگرم ماده به فضا گران است و ذخیره سازی محدود است، بنابراین ما به دنبال چیزی هستیم که «استفاده از منابع درجا» نامیده می شود. ما می دانیم که ماه حاوی ذخایر مواد معدنی بسیار شبیه به دی اکسید تیتانیوم است که برای تولید کف ما استفاده می شود، بنابراین ایده این است که شما نیازی به حمل تجهیزات از اینجا به فضا ندارید زیرا می توانیم این منابع را در ماه استخراج کنیم و چاپ کنیم. تجهیزاتی که برای یک ماموریت مورد نیاز است.
استفاده از منابع درجا که با نام ISRU نیز شناخته می‌شود، عمل استفاده از منابع موجود برای تولید منابع اضافی است که برای موفقیت ماموریت‌های فضایی طولانی مدت حیاتی هستند. نمونه هایی از کاربردهای ISRU در ماه شامل استفاده از یخ آب برای اکسیژن و سوخت یا سنگ سنگ قمری برای ساخت آجر. به مریخ، مریخ نورد استقامت ناسا اخیرا نشان داده است چگونه می توان از دی اکسید کربن موجود در جو مریخ برای تولید اکسیژن استفاده کرد.
رنه گارنو، دانشجوی فارغ التحصیل مهندسی WVU و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «رویکرد ما می‌تواند با اجازه دادن به فضانوردان برای استفاده از منابعی که از قبل در اختیار دارند، بدون نیاز به مأموریت تأمین مجدد، به گسترش اکتشاف فضا کمک کند. گارنو می گوید که تصور می کند چاپگر سه بعدی تیم در طول اقامت شش ماهه در ایستگاه فضایی بین المللی کار کند.
رنه گارنو، یکی از نویسندگان مطالعه، دانشجوی WVU و عضو تیم MRT، در حال کار با چاپگر سه بعدی در آزمایشگاه MRT دیده شد. (اعتبار: WVU Photo/Brian Persinger)
محققان چه اکتشافات جدیدی در مورد چاپ سه بعدی در ریزگرانش خواهند داشت و این فناوری چگونه به فضانوردان آینده در ماموریت های فضایی طولانی مدت در سال ها و دهه های آینده کمک خواهد کرد؟ فقط زمان مشخص خواهد کرد و به همین دلیل است که ما علم داریم!
مثل همیشه، علم را ادامه دهید و به دنبال بالا باشید!
منابع: مواد و رابط های کاربردی ACS، EurekAlert!، امروز WVU، WVU امروز (1)، Labroots، Labroots (1)
