NASA открыло эру внеземного промышленного производства

На Международной космической станции произошло, по мнению ученых, поистине историческое событие - в условиях невесомости 3D-принтер ZeroG напечатал свой первый объект, что до недавних пор считалось невозможным. Это не просто первый случай 3D-печати в космосе, но и первая условная телепортация объекта, поскольку команду на печать отдали с Земли. В перспективе подобные устройства будут использоваться для создания в условиях гравитации инструментов и запчастей для космических станций, строительных конструкций для баз и производства всего, что нужно людям не только в космосе, но и на Земле. Выяснилось, что предметы, напечатанные в космосе, гораздо более прочные, чем земные прототипы.

Космическая прочность

NASA совместно с частной компанией Made in Space продолжает эксперименты с использованием 3D-принтеров за пределами земной атмосферы. В конце сентября на Международную космическую станцию доставили первый 3D-принтер модели ZeroG 3D. Он был установлен 17 ноября, а сейчас на нем уже напечатали первую деталь: пластмассовую табличку с названием компании Made In Space и NASA. По сути, машина воспроизвела собственную деталь - табличка является панелью доступа к печатающей головке принтера.

Печать запчасти была запущена дистанционно с Земли специалистами Made in Space. Уже на следующий день изделие было готово и извлечено из принтера для тестирования и исследования. Выяснилось, что готовые объекты в космосе получаются более прочными в сравнении с их аналогами, напечатанными на поверхности Земли. Предположительно, это связано с эффектом так называемой микрогравитации. Все данные будут детально проверены и изучены после распечатки новых элементов. В ближайшее время при помощи принтера будет изготовлено еще около 20 различных объектов. Все созданные таким образом предметы погрузят на корабль Dragon и доставят на Землю для проведения анализа и выяснения тонкостей процесса трехмерной печати в условиях микрогравитации.

3D для ракет и лунных баз

Специалисты считают, что эксперимент с 3D печатью открыл новую эпоху освоения космоса. "Когда человек начал лепить первые фигурки и посуду из глины, никто и не задумывался, что в далеком будущем что-то подобное будет происходить и в космосе. Это новый этап в обеспечении космических миссий, который произведет переворот в космической логистике и планировании полетов", - говорит Аарон Кеммер, генеральный директор компании Made In Space. - "И мы не собираемся останавливаться на достигнутом - наши специалисты уже ведут работы по созданию космического трехмерного принтера следующего поколения".
Эксперты говорят, что именно 3D-печать станет ключевой технологией при строительстве лунной и марсианской баз. Как и с принтером ZeroG 3D, инструкции для печати можно будет присылать с Земли.

Возглавивший эксперимент по 3D-печати в космосе командир 42-й экспедиции на Международную космическую станцию Барри Уилмор говорит, что нынешнее событие существенно повлияет на дальнейшее развитие международной космической программы. Фактически, сама возможность трехмерной печати за пределами атмосферы Земли означает, что в будущем космонавты смогут печатать необходимые им детали, а не заказывать их доставку с Земли.

В NASA не сомневаются в грандиозных перспективах трехмерных принтеров в космической индустрии. При помощи таких устройств можно будет создавать сложные компоненты для ракет-носителей и космических кораблей, которые будут прочнее, чем при строительстве стандартными методами. Кроме того, новая космическая 3D мастерская будет создавать запчасти, инструменты и все что нужно для МКС, разрешать все экстренные ситуации за счет немедленного создания срочно требующихся компонентов без ожидания доставки с Земли. Все это позволит NASA значительно сэкономить на грузовых полетах к орбитальному комплексу.

Деньги из невесомости

В настоящее время в мастерских компании Made In Space при помощи трехмерного принтера, являющегося близнецом космического трехмерного принтера, ведется распечатка точно таких же объектов, которые уже напечатаны и будут напечатаны в космосе в ближайшее время. Это делается для того, чтобы эксперты компании путем сравнительного анализа смогли увидеть все мельчайшие различия между формой, структурой и свойствами этих объектов. Это позволит оперативно внести изменения в используемые технологии и в конструкцию трехмерного принтера нового поколения, который отправят на МКС уже в 2015 году.

Предполагается, что новый принтер будет иметь намного большие размеры, чем нынешний, и более широкие возможности. Первая версия принтера рассчитана на использование ABS-пластика, в то время как принтер второго поколения сможет обеспечить работу с расширенным диапазоном расходных материалов, а заодно будет отличаться повышенной производительностью. Кроме того, принтер второго поколения конструкции Made in Space будет доступен также для частного бизнеса, исследователей и любых других желающих быстро, недорого и безопасно осуществлять производство в космосе. Наряду с NASA космический принтер разрабатывают и специалисты Европейского космического агентства - их устройство тоже появится в следующем году.

Справка

3D-принтер является разработкой компании Made In Space, Inc. по контракту с Космическим центром Маршалла, входящим в состав NASA. Установка спроектирована с учетом требований эксплуатации в условиях отсутствия гравитации. По прибытию принтера на космическую станцию устройство поместили в специальный изолированный отсек Microgravity Science Glovebox для проведения серии опытных экспериментов по печати. Принтер управляется разработчиками из Made In Space, находящимися в наземном центре управления. В ходе экспериментов по 3D-печати в невесомости принтер напечатает серию опытных образцов, включая детали, инструменты и даже студенческие проекты, разработанные в ходе программы STEM.

Прототип принтера для 3D-печати в невесомости был протестирован на специальном летающем тренажере, принадлежащем компании Zero-G - модифицированном самолете Боинг 727, выполняющем полеты по крутой параболической траектории и использующемся для тренировки астронавтов в симулируемых условиях отсутствия гравитации. Прототип успешно прошел испытания и доказал соответствие летным стандартам безопасности NASA.