Приоткрывая завесу будущего, или 3d-технологии в освоении космоса
Растущая конкуренция на мировом космическом рынке, с одной стороны, диктует необходимость минимизации затрат, а с другой — стремление к освоению Луны, Марса и других планет Солнечной системы требует новых технических подходов при создании объектов ракетно-космической техники, начиная уже с этапа проектирования.
Ведущие мировые компании занимаются внедрением в производство новых технологий, в частности 3D-печати , новых материалов и технических решений. Технология 3D-печати позволяет упростить конструкцию изделий за счет уменьшения количества деталей и сборочных единиц и, соответственно, снизить затраты на разработку и изготовление готовой продукции. Это одна из перспективных технологий, которая открывает новые горизонты в освоении космического пространства, меняет традиционные подходы к созданию ракетно-космической техники. С применением 3D-технологий могут быть получены детали и конструкции, которые зачастую не могут быть созданы с помощью традиционных способов обработки материалов.
3D-печать может осуществляться с использованием самых разных материалов: пластик, металл, пищевые компоненты и др. Технологий и разновидностей 3D-печати на сегодняшний день известно множество, и постоянно появляются новые.
ТЕХНОЛОГИИ 3D-ПЕЧАТИ (АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ)
Технология 3D-печати появилась в конце 1980-х гг. 3D-принтер — это устройство, использующее метод послойного создания физического (твердотельного) объекта по цифровой 3D-модели. Поскольку получение изделия происходит путем послойного добавления материала, то эти технологии еще называют аддитивными (от английского Additive Fabrication). Стремительное развитие 3D-печать получила с распространением автоматизированных технологий в области проектирования (системы CAD-CAE-CAM), и в настоящее время во многих областях материального производства в той или иной степени используются 3D-принтеры.
3D-ПЕЧАТЬ ЗАПЧАСТЕЙ ИЛИ ИНСТРУМЕНТА НЕПОСРЕДСТВЕННО НА КОСМИЧЕСКИХ ОРБИТАХ НА БОРТУ КОРАБЛЯ
Знаменитый фантаст Роберт Шекли еще в 1955 г. в своем рассказе «Необходимая вещь» описал, как космонавты взяли с собой в полет некий Конфигуратор, вместо длинного списка вещей, которые могут пригодиться в межзвездной экспедиции.
На нем они могли напечатать все, что может понадобиться в космосе, — от необходимых запчастей и до салата из креветок. Прошло немногим более полувека, и реальность, если еще и не превзошла воображение писателя, то вплотную к нему приблизилась...
Сейчас, чтобы получить нужные инструменты и пополнить запасы, космонавтам на Международной космической станции (МКС) приходится ждать «посылку» с Земли иногда по нескольку недель. С развитием аддитивных технологий разработчики предположили, что можно применить 3D-печать и на орбите, однако космические условия накладывают свои ограничения на процесс. В 2013 г., в рамках исследовательских программ NASA, были начаты работы по созданию 3D-принтера для печати запчастей и деталей непосредственно на МКС.
Компания Made in Space разработала такое устройство, и в 2014 г. на МКС был доставлен 3D-принтер ZeroGravity — первое устройство, работающее в условиях невесомости. С его помощью на борту МКС были напечатаны несколько десятков деталей (рис. 1), в том числе и из тех, которые были получены в результате проекта Future Engineers, где каждый желающий мог прислать свой CAD-файл для печати в космосе.
В 2018 г. был сделан следующий шаг к созданию устойчивой производственной системы в космосе. С помощью ракеты-носителя «Антарес»2 (рис. 2) был запущен 10-й космический корабль Cygnus. На борту корабля среди нескольких тонн груза для МКС находился Рефабрикатор.
Продолжение статьи читайте в февральском номере журнала "Наука и техника" за 2019 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
На нашем сайте вы можете приобрести уникальные монографии-фотоальбомы Анатолия Верстюка, посвященные эскадренным миноносцам. В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой.
