Per più di due decenni, gli astronauti della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) hanno fatto affidamento quasi interamente sui materiali spediti dalla Terra per la ricerca scientifica e la vita quotidiana, ad eccezione dell’acqua, che viene riciclata dalle acque reflue della stazione.
Grazie alla crescente industria spaziale commerciale e all’interesse globale per le missioni fuori dal mondo a lungo raggio Stazione Spaziale Internazionale, situato a 250 miglia (402 chilometri) sopra la superficie terrestre, gli scienziati stanno sviluppando modi per produrre forniture oltre la Terra. I risultati finali potrebbero aiutare a ridurre i costi di volo durante le missioni interplanetarie sulla Luna. Marte E forse anche oltre, dicono i sostenitori.
In un recente aggiornamento sull’argomento, gli scienziati stanno studiando come la stampa 3D – una tecnica popolare per costruire oggetti comprimendo materiali selezionati come plastica fusa, vetro o metallo – funziona in condizioni di microgravità. Perché Stampa 3D Si basa sul fatto che il materiale scelto venga sputato fuori dall’ugello, strato dopo strato mentre si indurisce nella forma desiderata, gravità È un aspetto importante del meccanismo.
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Gli scienziati prevedono che questo sforzo un giorno potrebbe aiutare gli astronauti a costruire varie risorse su misura, dalle parti della stazione spaziale ai nanosatelliti, e anche su larga scala. Satelliti da Materiale estratto da un asteroide. Inoltre, potrebbe essere possibile stampare in 3D habitat sulla Luna e anche su altri pianeti, riducendo in definitiva il numero di missioni di rifornimento del carico necessarie.
“Un veicolo spaziale non può trasportare risorse illimitate, quindi devi preservare e riciclare ciò che hai e la stampa 3D lo consente”, afferma l’autore principale dello studio. Giacobbe Cordonnier Ha detto dalla West Virginia University di A dichiarazione. “Puoi stampare solo ciò di cui hai bisogno, riducendo così gli sprechi.”
Sulla Terra, una stampante 3D può facilmente progettare ogni genere di cose, inclusi obiettivi per fotocamere, chitarre, custodie per cellulari e persino impianti a grandezza naturale e parti protesiche del corpo. Tuttavia, nello spazio, anche i movimenti più semplici possono creare scompiglio in progetti complessi, ed è la gravità a dettare tali movimenti. Tuttavia, non è ben compreso il modo in cui qualsiasi tipo di materiale per la costruzione di oggetti sotto pressione su una stampante nello spazio rispetto a come si comporta sulla Terra.
Ecco il ruolo del nuovo studio. Cordonnier e il suo team hanno scoperto che la schiuma di biossido di titanio, il materiale utilizzato in questo caso per costruire oggetti 3D, perde in modo diverso in condizioni di microgravità rispetto alla gravità terrestre, e hanno registrato tali differenze. I ricercatori affermano che questa conoscenza sarà utile per determinare come i diversi parametri della stampante, come la velocità di costruzione e la pressione, interagiscono in condizioni di microgravità.
Il titanio è stato scelto per diversi motivi. In primo luogo, è leggero e più resistente alla corrosione rispetto all’acciaio inossidabile, il che significa che è un’opzione economica per oggetti da costruzione 3D nel settore aerospaziale. In secondo luogo, la Luna stessa contiene metalli come il titanio, il che significa che i futuri esploratori lunari potrebbero essere in grado di estrarre i propri materiali per la stampa 3D direttamente dalla Terra.
“Sappiamo che la Luna contiene depositi di minerali molto simili al biossido di titanio utilizzato per produrre la schiuma”, ha affermato nella dichiarazione il coautore dello studio Constantinos Syros, professore presso il Dipartimento di Meccanica e Astronautica della West Virginia University. “Quindi l’idea è che non è necessario spostare le attrezzature da qui allo spazio perché possiamo estrarre quelle risorse la luna E stampare l’attrezzatura necessaria per il lavoro.”
Precedenti ricerche hanno confermato che le aree della Luna sono ricche di minerale di titanio e che alcune rocce lunari contengono questi minerali 10 volte di più È un metallo prezioso rispetto alla quantità trovata nelle rocce sulla Terra. Infine, è noto che il materiale blocca quasi tutti i raggi UV da esso emessi il Solemostra il nuovo studio.
Sulla Terra, l’atmosfera protettiva del nostro pianeta blocca una grande quantità di radiazioni ultraviolette. “Nello spazio o sulla Luna, non c’è nulla che possa mitigare il problema oltre alla tua tuta spaziale o alla vernice sulla tua navicella o al tuo habitat”, ha detto Cordonnier.
Quindi tutti i tipi di equipaggiamento per astronauti realizzati con biossido di titanio possono essere uno scudo efficace contro i raggi UV. Ma come se ciò non bastasse, sembra anche che il minerale possa utilizzare la luce per favorire reazioni chimiche benefiche come purificare l’aria, o addirittura l’acqua.
Il team ha precedentemente stampato in 3D un volo parabolico completo di Boeing 727 quando il picco della traccia portava a 20 secondi Assenza di gravità. Quindi, prevedono di inviare la stampante in un viaggio di 6 mesi sulla Stazione Spaziale Internazionale per osservare il processo di stampa in dettaglio.
Questa ricerca è descritta in A carta Pubblicato il mese scorso sulla rivista ACS Publications.
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