Промышленные применения AT & 3D решений для профессионалов

НАСА финансирует технологию транспортировки материалов Contour Crafting для строительства на Луне

14.06.2022 Время чтения: 11 мин.
Сложность:
40

Недавно мы сообщали, что НАСА финансирует более 20 предложений, связанных с 3D-печатью, в рамках программы инновационных исследований малого бизнеса (SBIR) и передачи технологий малого бизнеса (STTR) до 2022 года. Одним из таких проектов является проект Университета Южной Калифорнии (USC) и стартап Contour Crafting, занимающийся инновационными строительными технологиями. В рамках контракта STTR компания хочет адаптировать свою новую систему транспортировки материалов для транспортировки строительных материалов, таких как реголит и камень, на лунную поверхность.

Описанная как специальная версия технологии CrafTram компании Contour Crafting, эта новая система, как ожидается, будет автономно перемещать лунный реголит, используя лишь малую часть энергии, необходимой для таких альтернатив, как обычные погрузчики или грузовики, которым в противном случае пришлось бы совершать обратный путь пустыми. Вместо этого, CrafTram устранит необходимость в такой транспортировке транспортного средства туда и обратно. На месте платформа могла бы работать плавно и с минимальным износом, независимо от песчаной или каменистой местности, и транспортировать материал на различные возвышенности и обратно, включая резкие подъёмы или спуски.

В рамках проекта CrafTram компания Contour Crafting совместно со своими партнёрами из Инженерной школы Витерби при Университете Южной Калифорнии (USC Viterbi School of Engineering, VSOE) продемонстрирует, как эта автоматизированная технология подготовки лунной поверхности может помочь НАСА в работе с реголитом, включая строительство зон запуска и посадки, упрочнённых посадочных площадок, дорожек для улучшения проходимости и радиационно-защитных сооружений.

Материал для лунных баз

Хотя мы ещё очень мало понимаем о возможностях 3D-печати на Луне и других планетах, эксперты знают, что строительство сооружений вне Земли будет сильно отличаться от традиционных конструкций, с которыми мы выросли. В течение нескольких лет реголит рассматривался как потенциальный основной строительный материал для печатных конструкций на Луне и Марсе, в основном из-за его изобилия. Уже существует несколько предложений по выемке и добыче лунного реголита для строительства, поэтому создание технологии транспортировки этого материала представляется следующим фундаментальным шагом в гонке за колонизацию Луны.

Традиционные решения, такие как землеройная техника, потребляют большое количество энергии и должны перемещаться в одну сторону с пустым грузом. Кроме того, их масса делает транспортировку техники на лунную поверхность очень дорогой. Именно поэтому специальный трамвай CrafTram, предложенный компанией Contour Crafting, открывает множество возможностей. Прежде всего, это сверхлёгкая концепция, которая складывается в небольшой пространственный конверт для лёгкой транспортировки на лунную поверхность. Там он может самостоятельно трансформироваться в развёрнутую форму для автономной работы на планетарных строительных площадках.

Технология аддитивного строительства от Contour Crafting.

Сложная технология экструзии, используемая компанией Contour Crafting.

Изображение любезно предоставлено Contour Crafting.

Но начать миссию по разработке технологии колонизации Луны и других планет - задача не из лёгких. Contour Crafting разработает систему CrafTram для этого нового проекта и создаст прототип TRL (уровень технологической готовности) 4, функционирующий в масштабе 1/3. Предлагаемые усилия на исследовательском уровне также включают анализ и проектирование демонстрационной структуры, называемой бермой, которая защищает окружающую среду вокруг посадочных площадок от взрывных снарядов, создаваемых космическими кораблями при взлёте или посадке.

В соответствии с предложением, анализ и проектирование бермы будут выполнены профессором USC VSOE Люсио Сойбелманом в Лаборатории исследования структур и материалов (SMRL). В конце первой фазы Contour Crafting и SMRL продемонстрируют уменьшенную версию концепции CrafTram в действии, транспортируя материал и сооружая структуру лунного берма масштаба ⅓ из материала, имитирующего реголит.

Цели этой совместной работы напрямую связаны с миссией НАСА Artemis, которая направлена на создание первой лунной базы и лунной экономики в последующие десятилетия. Однако, помимо этого применения, технология CrafTram может служить в качестве универсальной системы транспортировки материалов, которая будет доступна для других миссий на Луну, а в будущем и на Марс.

История аддитивного строительства

Компания Contour Crafting, основанная профессором USC VSOE Бехрохом Хошневисом, положила начало строительной 3D-печати более двух десятилетий назад. Опираясь на новаторские идеи Хошневиса в области строительной 3D-печати, стартап стал известен разработкой технологии крупномасштабной 3D-печати, включая флагманский CrafTrans, трансформируемый и быстро развертываемый строительный 3D-принтер.

Хошневис, стипендиат NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), разрабатывает технологии для планетарного строительства с 2004 года при поддержке агентства. Его достижения в этих исследованиях и разработках принесли ему два гран-при в 2014 и 2016 годах на международных конкурсах, спонсируемых НАСА. Один из этих призов был присуждён технологии, которая может строить структуры на Луне и Марсе из местных планетарных материалов, используя систему, предназначенную для автономного строительства посадочных площадок и дорог и изготовления взаимосвязанных кирпичей и других объектов, таких как металлические инструменты и запасные части.

Фактически, последнее проектное предложение Contour Crafting, направленное на получение финансирования НАСА, вероятно, использует многое из этой отмеченной наградами технологии и использования ресурсов на месте. В случае успеха CrafTram может перейти к финансированию фазы II для разработки масштабного прототипа, а также к другим последующим возможностям SBIR/STTR после фазы II.

Contour Crafting - не единственная компания, представившая технологию для лунного строительства в рамках победивших в 2022 году проектов SBIR и STTR NASA. Среди других отобранных проектов - система BrickLayer для строительства лунных стартовых и посадочных площадок, разработанная компанией Astroport и Техасским университетом в Сан-Антонио, а также предложенный компанией Cislune набор технологий для добычи и обработки реголита для строительства сооружений. Мы ожидаем, что в течение следующего десятилетия некоторые из этих технологий созреют и смогут работать в условиях вне Земли, особенно после начала миссий Artemis на лунные посты.

Поделиться статьёй: