Täysin 3D-tulostetuista osista valmistettu testiraketti laukaistiin Cape Canaveralin avaruussatamasta Floridassa maaliskuussa, NASA kertoi äskettäin. Raketti, nimeltään Relativity Space Terran 1, oli 30 metriä korkea ja 2,2 metriä leveä.
3D-tulostus on additiivinen valmistus, jossa esineitä luodaan monikerroksisista materiaaleista. Erilaisia materiaaleja on käytetty esineiden, kuten rakennusten ja siltojen, rakentamiseen 3D-tulostuksen avulla. Viime vuonna intialainen avaruusstart-up suoritti tällä tekniikalla tehdyn kiinteän rakettimoottorin koelaukaisun.
Space Terran 1 meni vielä pidemmälle, ei vain käyttämällä teknologiaa eri osien painamiseen, vaan myös käyttämällä NASAn kehittämää metalliseosta lähtömateriaalina.
1980-luvun lopulla NASA pyrki kehittämään rakettimoottorin, joka kestäisi useita laukaisuja matalalla Maan kiertoradalla. Tuolloin jopa Space Shuttle -avaruusaluksen päämoottorin polttokammion vuoraukset vaihdettiin yhdestä viiteen tehtävän jälkeen. Sen sijaan avaruusjärjestö halusi kehittää paljon kestävämpää materiaalia ja käynnisti Game Changing Development -ohjelman.
NASAn tutkimuskeskus nimetty Glenn Clevelandissa kehitti tätä tarkoitusta varten kuparipohjaisten metalliseosten perheen, joka tuli tunnetuksi nimellä Glenn Research Copper tai yksinkertaisesti GRCop. GRCop on optimoitu korkeaan lujuuteen, lämmönjohtavuuteen ja vähäiseen sykliseen väsymiseen, ja sen valmistuksessa on käytetty kuparia, kromia ja niobia. Äskettäin kehitetyt seokset kestävät 40 % korkeampia lämpötiloja kuin perinteiset seokset ja niillä on korkea virumisvastus – kyky kestää suurempia kuormia ja muodonmuutoksia korkeissa lämpötiloissa.
Seokset ovat kehittyneet vuosien varrella, ja David Ellis, joka johti niiden kehitystä 1980-luvulla, tutki uusia sovelluksia. Toisessa äskettäisessä ohjelmassa ryhmä tutkijoita loi GRCop-42:n, jonka havaittiin toimivan hyvin lisäainevalmistustekniikoiden kanssa.
Yhdessä tällaisessa menetelmässä, jota kutsutaan laserjauhediffuusioksi, 3D-malli leikataan digitaalisesti ohuiksi kerroksiksi, minkä jälkeen jauhemaalauskone levittää ohuita kerroksia GRCop:ia ja sulattaa ne päällekkäin saadakseen osan valmiiksi. Tällä valmistusmenetelmällä saatu lujuus on verrattavissa taottuun metalliin ja siitä voidaan valmistaa pieniä osia, kuten suuttimia ja jäähdytyskanavia polttokammioihin.
Toinen menetelmä, jota kutsutaan suunnatuksi energiapinnoitukseksi (DED), käyttää laseria sulatuskylvyn luomiseen, johon puhalletaan jauhetta kiinteän materiaalin luomiseksi. Robotin kolmiulotteinen liike ohjaa rakennusprosessia, jolla voidaan luoda suuria muotoja, mutta ilman paljon yksityiskohtia.
Relativity Space Terran 1 -raketti rakennettiin näiden molempien menetelmien yhdistelmällä, mikä osoitti, että tekniikkaa voidaan käyttää tulevissa Kuu- ja Mars-lennoissa.
Valitettavasti raketti ei lähtenyt kiertoradalle, mutta se jäi historiaan.
Lue myös: