Исследователи из Университета Северной Дакоты (UND) получили грант NASA в размере 750 тысяч долларов на разработку 3D-печатного скафандра.

Работая вместе с сотрудниками космических центров Маршалла, Джонсона и Кеннеди, Пабло де Леон, профессор и заведующий кафедрой космических исследований UND, проведет трехлетний научно-исследовательский проект, посвященный жизнеспособности концепции. Дополнительная одежда, которая будет называться «NDX-3», будет изготавливаться с использованием комбинации гибких полимеров и, в конечном итоге, сравниваться с обычными скафандрами посредством тестирования захвата движения.

«До сих пор все скафандры и скафандры изготавливались с использованием традиционных методов шитья», — пояснил Леон. «На создание одного скафандра уходит буквально тысячи часов очень опытных мастеров шитья, к тому же они очень хрупкие. Важно переосмыслить способ изготовления скафандров, и мы потенциально обнаружили, что 3D-печать может в этом помочь ».

«По мере того, как мы выходим за пределы низкой околоземной орбиты, астронавтам потребуется надежный метод ремонта и регулировки костюмов».

interview university of north dakota gains 750k nasa grant to develop 3d printed lsquondx 3 spacesuit 3d printing industry 78760da

Команда UND сейчас разрабатывает третью версию своего скафандра, но на этот раз они используют технологию 3D-печати. Фото через Пабло де Леон, UND.

Переход от шитья к производству

За последние семьдесят лет скафандры в значительной степени конструировались таким же образом, с использованием традиционных методов шитья для сшивания частей уретан-нейлона, различных металлов и пригодных для носки полимеров. Этот процесс занимает тысячи часов для квалифицированного мастера по шитью, и даже готовая одежда является древней технологией по сравнению с современными аэрокосмическими стандартами.

Более того, скафандры не стоит своих денег, их изготовление стоит около 2 миллионов долларов, и, поскольку они предназначены для каждого астронавта, их также нельзя использовать повторно. Несколько лет назад UND начал сотрудничать с НАСА, чтобы изменить способ изготовления скафандров, а также с целью разработки улучшенной, более экономичной альтернативной конструкции.

Хотя профессор де Леон и его преподаватели работали над проектом в течение некоторого времени, недавно они решили интегрировать 3D-печать в дизайн герметичной одежды. Только когда команда рассмотрела перспективу исследования дальнего космоса, они перешли на аддитивное производство и в результате получили контракт с НАСА.

«На Марсе и за его пределами астронавты не смогут позволить себе роскошь армии швеи или закройщиков в их планетарной среде обитания, чтобы позаботиться о своих костюмах, а запрос деталей у Центра управления полетами займет больше года», — пояснил профессор де Леон.

«Итак, что мы постараемся сделать, так это создать герметичный космический костюм, используя в основном 3D-печать», — добавил он. «НАСА решило профинансировать нашу лабораторию, поскольку потенциально это может изменить способ производства скафандров в будущем и помочь уменьшить« зависимость от Земли », что является одной из целей космического агентства».

interview university of north dakota gains 750k nasa grant to develop 3d printed lsquondx 3 spacesuit 3d printing industry 8ba7a9c

Последний прототип NDX-3 от UND (на фото) будет напечатан на 3D-принтере с использованием гибких нитей. Изображение предоставлено Пабло де Леон, UND.

Новый амбициозный скафандр UND, напечатанный на 3D-принтере

В течение трехлетнего контракта с НАСА команда UND будет оценивать потенциал технологий аддитивного производства в дизайне скафандров путем разработки и 3D-печати всей одежды. Хотя исследователи все еще находятся на ранних стадиях процесса проектирования, они уже смоделировали его желаемый внешний вид и провели многочисленные оценки материалов.

Сначала проект команды был отвергнут как «слишком зеленый», но они усовершенствовали свои методы, напечатали и протестировали детали с использованием ряда различных гибких нитей, и теперь НАСА запросило полный прототип. По мере реализации проекта космический отдел UND будет более тесно сотрудничать с НАСА, объединять экспертные знания и использовать передовые технологии 3D-печати агентства.

«В прошлом мы были очень близко к центрам НАСА, и для этого конкретного проекта нам потребуются их опыт, вводные данные и специализированное оборудование», — сказал Леон. «НАСА на протяжении десятилетий было пионером в области 3D-печати. В нем есть самое сложное оборудование и лучшие специалисты, которые помогут нам решить некоторые проблемы, которые мы обнаружим в ходе этого проекта ».

«Мы будем работать с космическими центрами Маршалла, Джонсона и Кеннеди, поскольку они обладают опытом в нескольких областях, которые мы будем использовать для разработки прототипа, и оборудования для его печати».

После того, как команда создаст свой аддитивный прототип, они подвергают его серии испытаний захвата движения, чтобы сравнить его характеристики с характеристиками обычного летного костюма. Учитывая, что одежда предназначена для использования на Марсе, тесты захвата движения будут моделировать условия космического пространства, что позволит исследователям точно измерить ее надежность.

Такие факторы, как гибкость скафандра, подвижность и кинематика ходьбы, должны тщательно контролироваться во время, чтобы убедиться, что скафандры как можно проще перемещать. На более поздних этапах проекта методы сканирования тела будут использоваться для создания прототипов, адаптированных под заказ, которые будут «идеально подходить» будущим астронавтам.

«Мы считаем, что для длительных космических полетов лучше иметь костюм, который идеально подходит вам и специально для вас, чем использовать подход« один размер для всех »», — заключил профессор де Леон. «При использовании традиционных методов это было бы дорого и очень сложно, но с помощью аддитивного производства вы можете сделать именно это».

interview university of north dakota gains 750k nasa grant to develop 3d printed lsquondx 3 spacesuit 3d printing industry d1e706c

Последний прототип команды UND (на фото) будет напечатан на 3D-принтере с использованием гибких нитей. Фото через Пабло де Леон, UND.

Предшественники НАСА, напечатанные на 3D-принтере

На протяжении многих лет НАСА заказало ряд исследовательских проектов, чтобы изучить потенциал 3D-печати в создании скафандров, и в процессе разработки разработало различные прототипы.

Еще в 2015 году НАСА объявило, что его прототип скафандра Z-2 будет производиться с использованием технологий 3D-сканирования и аддитивного производства. Сам костюм был спроектирован из высокопрочных композитов, чтобы обеспечить большую мобильность и защитить своего владельца от суровых условий космоса.

Совсем недавно, в январе 2018 года, Австрийский космический форум (OeWF) испытал скафандры в рамках месячной имитационной полевой миссии на Марс . В рамках оценки ученые из 25 стран мира отправились в бесплодную местность Омана, чтобы смоделировать условия красной планеты.

В другом месте Рауль Полит-Касильяс, системный инженер в Лаборатории реактивного движения НАСА, обрисовал в общих чертах потенциальные возможности применения в аэрокосмической сфере материалов, напечатанных на 3D-принтере . По словам техника, дополнительные ткани могут быть использованы в качестве защиты космического корабля или уменьшены для защиты астронавтов в виде скафандров.

Чтобы быть в курсе последних новостей о 3D-печати, не забудьте подписаться на информационный бюллетень индустрии 3D-печати, подписаться на нас в Twitter или поставить лайк на нашей странице в Facebook .

Вы ищете работу в индустрии аддитивного производства? Посетите раздел «Работа в 3D-печати», чтобы узнать о вакансиях в отрасли.

На изображении показано, как один из предыдущих скафандров UND проходит испытания в условиях, аналогичных условиям на Марсе. Фото через Пабло де Леон, UND.

Теги Австрийский космический форум Скафандр NASA NDX-3 Пабло де Леон Рауль Полит-Касильяс Университет Северной Дакотыinterview university of north dakota gains 750k nasa grant to develop 3d printed lsquondx 3 spacesuit 3d printing industry 3843351

Пол Ханафи

Пол — выпускник факультета истории и журналистики со страстью к поиску последних новостей в сфере технологий.


Источник