NASA только что выпустило видео тестового запуска ракеты, которая была построена из одних из самых сложных 3D-печатных деталей, которые когда-либо использовались. Ракета проходит испытания для своего нового пилотируемого транспортного средства с большой полезной нагрузкой. Система космического запуска разрабатывается для замены ныне несуществующей программы "Спейс шаттл".
NASA, кажется, в последнее время действительно увлеклась 3D-печатью. В то время как любая компания потенциально может извлечь выгоду из более низких затрат, быстрого оборота и разработки ранее невозможных сложных деталей, связанных с 3D-печатью и быстрым прототипированием, для НАСА это на самом деле жизненно важно для их выживания. Но бизнес движим прибылью и финансируется за счет частных средств. Поскольку НАСА не преследует цели получения прибыли и полностью финансируется правительством США, они находятся в невероятном напряжении, пытаясь производить постоянно растущее количество технологических достижений при постоянно уменьшающейся сумме денег.
Широкая публика склонна полагать, что как государственное учреждение НАСА имеет все деньги, которые могут когда-либо понадобиться для разработки новых ракет, на самом деле в опросе 1997 года многие американцы ошибочно предположили, что НАСА требуется около 20 % всего бюджета США. Реальность гораздо более удручающая, в то время бюджет НАСА составлял всего около 1% от общего бюджета США. К сожалению, в этом году он упал до ошеломляющего минимума в 0,48%. НАСА активно изучает аддитивное производство, потому что у него действительно нет других вариантов. Возможность сократить расходы, связанные с космическим полетом, просто хороша для их бюджета.
Когда решили свернуть устаревающую программу Space Shuttle, потребность в замене была очевидна. Однако в мире после рецессии им нужно было разработать программу, которая была бы значительно более рентабельной и имела бы более длительный срок годности. Хотя система космического запуска (SLS) вызывает споры, поскольку ее разработка дороже, чем другие варианты, она разрабатывается так, чтобы ее можно было легко адаптировать к различным типам миссий. SLS можно было бы использовать для стыковки с Международной космической станцией вплоть до пилотируемой миссии на Марс. Разработка такого мощного двигателя не будет дешевой, но необходимо заложить прочную основу, которая позволит в будущем улучшать его, а не просто заменять. Особенно, если удручающая тенденция к истощению федерального финансирования сохранится.
NASA заявляет, что напечатанная на 3D-принтере система впрыска топлива, содержащаяся в ракете, которую НАСА только что испытал в Центре космических полетов им. Маршалла в Алабаме, является одной из самых сложных частей ракетного двигателя, когда-либо созданных. Он был напечатан с использованием процесса селективного лазерного плавления (SLM), в котором используется чрезвычайно мощный лазер для сжижения очень мелкого металлического порошка в очень сложные и прочные детали. Этот процесс выборочно использовался в автомобильной и аэрокосмической промышленности в течение нескольких лет, однако только недавно он был использован для новой линейки усовершенствованных ракетных двигателей. По словам инженеров, разрабатывающих инжектор ракеты, если бы НАСА попыталось изготовить его традиционными методами, потребовалось бы 163 отдельных детали, однако процесс 3D-печати потребовал производства только двух компонентов. Это не только резко снизит стоимость разработки, но и меньшее количество отдельных деталей снижает вероятность катастрофического отказа.
Для разработки форсунок НАСА объединилось с двумя компаниями, занимающимися промышленной 3D-печатью; Solid Concepts в Валенсии, штат Калифорния, и Direct Manufacturing в Остине, штат Техас, каждая из которых производит по одному прототипу. Форсунки по конструкции аналогичны двигателям RS-25 на оригинальном космическом челноке, которые необходимо будет использовать для первых нескольких запусков SLS. Чтобы доставить SLS на низкую околоземную орбиту, потребуется четыре массивных RS-25. Заменить такой большой и сложный двигатель будет непросто.
«Одной из наших целей является сотрудничество с различными компаниями и установление стандартов для этого нового производственного процесса», - объяснил инженер-двигатель Marshall Джейсон Терпин. «Мы работаем с промышленностью, чтобы узнать, как использовать преимущества аддитивного производства на каждом этапе создания космического оборудования, от проектирования до эксплуатации в космосе. Мы применяем все, что узнаем о производстве компонентов ракетных двигателей, в системе космического запуска и другом космическом оборудовании».
Испытательные двигатели с напечатанными на 3D-принтере форсунками запускались в течение пяти секунд, каждый из которых создавал 20 000 фунтов тяги и достигал почти 6 000 градусов по Фаренгейту. Или очень, очень жарко для наших европейских читателей. Вот видео тестового пуска ракеты:
Когда дело доходит до 3D-печати, НАСА не бездельничает. Они не только проверяют возможность 3D-печати своих ракетных двигателей, но и в настоящее время тестируют другие менее важные, но все же жизненно важные компоненты.
NASA всегда было дальновидной организацией, не только с точки зрения технологий, науки и исследования космоса, но и с точки зрения обеспечения безопасного и надежного развития своих различных миссий, когда их бюджеты часто рассматривались как политический футбол. Изучение 3D-печати связано не только с тем, что НАСА использует новые технологии, которые им доступны, но и с тем, чтобы обеспечить будущее, в котором НАСА сможет делать то, что оно всегда делало, запускать в космос большие удивительные машины, только теперь с более ограниченным бюджетом.