Испытан распечатанный на 3D принтере прототип взлетно-посадочной площадки для Луны

Практически невозможно представить освоение космоса без использования местных ресурсов. Проекты лунных баз зарывали под поверхность, присыпали грунтом или окружали распечатанными стенками. Но вот на строения лунного космодрома внимания обращали меньше – в лучшем случае на иллюстрациях нарисованы ровные площадки. У них будет минус – выхлоп двигателей будет разъедать поверхность и поднимать пыль. Для решения этих потенциальных проблем команда студентов из десяти американских университетов и колледжей при поддержке NASA и компании ICON, занимающейся 3D печатью строений, разработала, построила и успешно испытала масштабный прототип взлетно-посадочной площадки Lunar PAD.

Фото: ICON
Фото: ICON

Летом 2019 года команда студентов из виртуальной академии NASA L’SPACE выиграла раунд 12-недельного курса NASA NPWEE по подаче предложения концепта технологии и получила финансирование на разработку своего концепта защиты посадочных модулей от лунной пыли при помощи роботизированного строительства. Целями и L’SPACE и NPWEE является расширение пула высококачественных предложений новых концептов и технологий, которые потом могут пригодиться NASA. В 2020 году команда представила доработанный концепт на проводившемся онлайн анализе готовности технологий и получила средства на постройку и испытания масштабной модели. Потратив сотни рабочих часов, консультируясь у экспертов NASA, студенты прошли путь от идеи до реализации модели потенциально важной задачи создания безопасной многоразовой взлетно-посадочной площадки для Луны. Осенью масштабная модель была построена в Кэмп Свифт (Техас) и в начале марта успешно испытана двигателем геофизической ракеты.

Команда студентов за работой, фото ICON
Команда студентов за работой, фото ICON

Проект, изначально получивший имя Dust Devil (“пылевой вихрь”), в итоге носит название Lunar Plume Alleviation Device (“Лунное устройство для смягчения выхлопа”) или, коротко, Lunar PAD (обыгрывается то, что в английском языке “pad” означает еще и “площадка для старта/посадки”). Конструктивно Lunar PAD состоит из двух уровней: верхний представляет собой ровную площадку с небольшими прорезями для стока выхлопных газов.

Готовая площадка с установленным тестовым ракетным двигателем, фото ICON
Готовая площадка с установленным тестовым ракетным двигателем, фото ICON

Нижний уровень совмещает в себе несущие конструкции и газоходы для выхода выхлопных газов в стороны. Особенностью проекта является использование 3D-печати. Сначала строительный 3D-принтер формирует каркас, который, как это часто бывает в аддитивном производстве, использует сложные поверхности и эстетично смотрится.

Каркас и команда студентов, фото ICON
Каркас и команда студентов, фото ICON
Процесс печати, вид сверху, фото ICON
Процесс печати, вид сверху, фото ICON

Затем распечатанный каркас заливается наполнителем. В тестовом макете использовался основанный на цементе материал, но для лунных условий логично будет производить на месте застывающий или спекаемый строительный материал из реголита. Построенная конструкция достаточно прочна, чтобы выдержать взлет и посадку лунных модулей, и производит меньше пыли, уводя выхлоп двигателей в газоходы.

Еще на этапе строительства в модель установили датчики для определения температур, нагрузок и движения потока газов. В начале марта команда геофизических ракет из Техасского университета A&M доставила на испытательный полигон твердотопливный ракетный двигатель. Его установили над площадкой, запустили и посмотрели на информацию, зафиксированную датчиками. Испытания прошли успешно – площадка Lunar PAD благополучно выдержала симуляцию взлета/посадки, полученные данные не противоречат расчетным.

Осмотр площадки после испытаний. Обратите внимание на бортик по краям, отражающий выхлоп вверх. Фото ICON
Осмотр площадки после испытаний. Обратите внимание на бортик по краям, отражающий выхлоп вверх. Фото ICON

По проекту уже вышла первая научная публикация в материалах SciTech форума AIAA, а очень разношерстная группа студентов колледжей и университетов, разбросанных по всему США, может записать на свой счет участие в полноценном и успешном научно-техническом проекте, потенциально востребованном в будущих проектах лунных баз.

Любопытно также отметить, что компания ICON, предоставившая козловой 3D-принтер для проекта, занимается 3D-печатью домов и других сооружений. Также компания осенью прошлого года получила контракт от NASA на исследования и разработку системы строительства, которую бы можно было использовать на Луне. Под этот контракт и, потенциально, другие космические проекты, создано специальное подразделение компании. Проект получил название “Олимп”. А свеженарисованные рендеры уже пора переделывать – стараниями студентов, создавших Lunar PAD, изображенные посадочные площадки уже выглядят устаревшими.

 

Источник

, , ,

Читайте также

Меню