Eine Testrakete, die vollständig aus 3D-gedruckten Teilen besteht, wurde im März vom Cape Canaveral Spaceport in Florida gestartet, teilte die NASA kürzlich mit. Die Rakete mit dem Namen Relativity Space Terran 1 war 30 m hoch und 2,2 m breit.
3D-Druck ist eine Form der additiven Fertigung, bei der Objekte aus mehrschichtigen Materialien hergestellt werden. Verschiedene Materialien wurden verwendet, um Objekte wie Gebäude und Brücken mithilfe des 3D-Drucks zu konstruieren. Im vergangenen Jahr führte ein Weltraum-Startup in Indien einen Teststart eines Feststoffraketentriebwerks durch, das mit dieser Technologie hergestellt wurde.
Space Terran 1 ging sogar noch weiter und nutzte die Technologie nicht nur zum Drucken verschiedener Teile, sondern verwendete auch eine von der NASA entwickelte Legierung als Ausgangsmaterial.
In den späten 1980er Jahren versuchte die NASA, ein Raketentriebwerk zu entwickeln, das mehreren Starts in einer niedrigen Erdumlaufbahn standhalten konnte. Damals wurden sogar die Liner der Brennkammer des Haupttriebwerks des Space-Shuttle-Raumfahrzeugs nach ein bis fünf Missionen ausgetauscht. Stattdessen wollte die Weltraumbehörde ein viel haltbareres Material entwickeln und startete das Game Changing Development Program.
NASA-Forschungszentrum benannt nach Glenn in Cleveland entwickelte zu diesem Zweck eine Familie von Legierungen auf Kupferbasis, die als Glenn Research Copper oder einfach GRCop bekannt wurde. Optimiert für hohe Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit und geringe zyklische Ermüdung wurde GRCop aus Kupfer, Chrom und Niob hergestellt. Neu entwickelte Legierungen können 40 % höheren Temperaturen standhalten als herkömmliche Legierungen und haben eine hohe Kriechfestigkeit – die Fähigkeit, größeren Belastungen und Verformungen bei hohen Temperaturen standzuhalten.
Die Legierungen haben sich im Laufe der Jahre verbessert, und David Ellis, der ihre Entwicklung in den 1980er Jahren leitete, erforschte neue Anwendungen. In einem anderen kürzlich durchgeführten Programm hat eine Gruppe von Forschern GRCop-42 entwickelt, das sich gut mit additiven Fertigungstechniken bewährt hat.
Bei einem solchen Verfahren, das als Laserpulverdiffusion bezeichnet wird, wird das 3D-Modell digital in dünne Schichten geschnitten, dann trägt eine Pulverbeschichtungsmaschine dünne Schichten GRCop auf und verschmilzt sie übereinander, um das Teil fertigzustellen. Die durch dieses Herstellungsverfahren erzielte Festigkeit ist vergleichbar mit der von geschmiedetem Metall und kann zur Herstellung von Kleinteilen wie Düsen und Kühlkanälen für Brennkammern verwendet werden.
Eine andere Methode, Directed Energy Deposition (DED) genannt, verwendet einen Laser, um ein Schmelzbad zu erzeugen, auf das Pulver geblasen wird, um ein festes Material zu erzeugen. Die dreidimensionale Bewegung des Roboters steuert den Konstruktionsprozess, der große Formen ohne viele Details erzeugen kann.
Die Rakete Relativity Space Terran 1 wurde unter Verwendung einer Kombination dieser beiden Methoden gebaut und demonstrierte damit, dass die Technologie für zukünftige Missionen zum Mond und zum Mars verwendet werden könnte.
Leider ging die Rakete nicht in die Umlaufbahn, aber sie ging in die Geschichte ein.
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