3D принтерът, изпратен на МКС – първият на космическата станция, който печата от метал
(снимка: ESA)
Международната космическа станция (МКС) ще се сдобие с 3D принтер за метален печат. Доставката е част от мисията за снабдяване Cygnus NG-20, която стартира на 30 януари, съобщиха от Европейската космическа агенция (ESA).
Новият 3D принтер е първият в света, който печата метални части в космоса, коментира техническият директор на Европейската космическа агенция (ESA) Роб Постема. Досега МКС е използвала 3D принтери на полимерна основа, но те са отпечатвали предмети, направени от пластмасов материал.
Процесът на 3D принтиране на метал се усложнява от високите температури и разтопяването на метала с помощта на лазер. Освен това безопасността на екипажа и самата станция трябва да бъдат надеждно осигурени, а възможностите за поддръжка на МКС са ограничени.
Въпреки това, ако бъде внедрена успешно, подобна технология ще позволи създаване на метални предмети с по-голяма здравина, значително увеличавайки потенциала на космическия 3D печат.
След като пристигне на МКС, астронавтът на ESA Андреас Могенсен ще подготви и инсталира 3D принтера, тежащ приблизително 180 кг, в прибиращ се багажник Mark II в модула Columbus. Управлението на печата ще се извършва от Земята, без наблюдението на астронавт.
Металният 3D принтер ще работи с неръждаема стомана, която се използва широко в медицинските технологии и обработката на вода, поради добрата си устойчивост на корозия. Жица от неръждаема стомана се подава в зоната за печат и след това се нагрява от мощен лазер, който е милион пъти по-мощен от конвенционалната лазерна показалка. Чрез потапяне на стоманената нишка във ваната за стопяване, краят ѝ се разтопява и металът се добавя към отпечатъка.
Резервоарът на стопилката е много малък, около милиметър в диаметър, и повърхностното напрежение на течния метал го държи на място при нулева гравитация. Въпреки това, точката на топене на неръждаемата стомана е около 1400°C, поради което принтерът работи в запечатан корпус, за да предотврати навлизането на излишна топлина или дим във вътрешността на космическата станция. Преди да започне печатът, вътрешната кислородна атмосфера на принтера ще бъде заменена с азот, тъй като горещата неръждаема стомана ще се окисли, когато е изложена на кислород.
Вече са избрани четири форми за тестване на работата на металния 3D принтер. Те ще бъдат сравнени с референтни отпечатъци, създадени на Земята, за да се оцени качеството на печат в космоса. Всеки от четирите отпечатъка е по-малък от кутийка газирана вода и тежи по-малко от 250 грама. Създаването на отпечатък отнема две до четири седмици. Въпреки това, поради шума, генериран от охладителите и мотора на принтера, времето за печат е ограничено до четири часа на ден.
След като формите бъдат отпечатани, астронавтът Андреас ще ги извади от принтера и ще ги опакова за безопасно изпращане до Земята. Там отпечатъците ще бъдат анализирани, за да се идентифицират разликите в качеството на печат и производителността между космическата и земната среда.
Един от образците с код 0xg ще бъде изпратен в Европейския център за астронавти в Кьолн. Другите два отпечатъка ще отидат в Европейския център за космически изследвания и технологии, където ще ги проучват специалисти от лабораторията за материали и електрически компоненти. Те ще трябва да извършат макро и микро анализ на отпечатаните части. Последният отпечатък ще бъде изпратен в Техническия университет на Дания, където ще се изследват термичните му свойства.
Развитието на кръгова космическа икономика, както и повторното използване на материали в орбита, е една от целите на изследванията. Използването на 3D принтер ще направи възможно създаването на нови инструменти или структури от фрагменти от стари спътници. Това ще спести време и ресурси, свързани с изпращането на инструменти в космоса, и ще позволи на астронавтите да отпечатат необходимите части в орбита, което е ключово за изследването на Луната и Марс.