ناسا تختبر فوهة صاروخية مطبوعة ثلاثية الأبعاد لمهمات الفضاء السحيق

لكي تكون قادرة على حمل حمولات أثقل عبر الفضاء السحيق، صممت وكالة ناسا فوهة محرك صاروخي خفيفة الوزن مصنوعة من الألومنيوم والتي لا تزال قادرة على تحمل حرارة الإطلاق.

اختبرت وكالة ناسا مؤخرًا فوهتين مطبوعتين ثلاثي الأبعاد في مركز مارشال لرحلات الفضاء في هانتسفيل، ألاباما، مما أثبت أن بإمكانهما العمل في بيئات الفضاء السحيق الأكثر تطلبًا، حسبما ذكرت وكالة الفضاء. أعلن. في إطار شراكة مع Elementum 3D، يركز مشروع التصنيع الإضافي التفاعلي للثورة الصناعية الرابعة، أو RAMFIRE، الممول من وكالة ناسا، على تطوير فوهات صواريخ مصنوعة من الألومنيوم خفيفة الوزن ومُصنعة بشكل إضافي.

عملت الفوهات لمدة 10 دقائق تقريبًا أثناء اختبارات النار الساخنة المتعددة باستخدام الأكسجين السائل والهيدروجين السائل، بالإضافة إلى تكوينات الأكسجين السائل ووقود الميثان السائل مع غرف ضغط تزيد عن 825 رطلاً لكل بوصة مربعة. وقال بول جرادل، الباحث الرئيسي في RAMFIRE في مارشال التابعة لناسا، في بيان: “تمثل سلسلة الاختبار هذه علامة فارقة مهمة بالنسبة للفوهة”. “بعد وضع الفوهة في سلسلة اختبارات النار الساخنة الصعبة، أثبتنا أن الفوهة يمكنها تحمل الأحمال الحرارية والهيكلية والضغطية لمحرك الهبوط على سطح القمر.”

تصنع فوهات محرك الصاروخ من مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك الجرافيت أو السيراميك أو المعادن المقاومة للحرارة. يتمتع الألومنيوم بميزة كبيرة مقارنة بالمعادن الأخرى لأنه أقل كثافة وبالتالي فهو عالي القوة وخفيف الوزن. المشكلة الوحيدة هي أن الألومنيوم لديه قدرة منخفضة جدًا على تحمل الحرارة الشديدة، ولهذا السبب لا يتم استخدامه عادةً في التصنيع الإضافي لأجزاء محرك الصاروخ.

شرعت شركة RAMFIRE في إنشاء نوع من الألومنيوم قابل للحام ومقاوم للحرارة بما يكفي للاستخدام في محركات الصواريخ. تم تصميم فوهات RAMFIRE بقنوات داخلية صغيرة تحافظ على برودتها بدرجة كافية لمنع ذوبانها.

إن القدرة على تصنيع مكونات صاروخية خفيفة الوزن قادرة على تحمل الأحمال الهيكلية العالية ستسمح لناسا بإرسال المزيد من البضائع إلى وجهات الفضاء السحيق. وقال جون فيكرز، التقني الرئيسي في مديرية مهام تكنولوجيا الفضاء التابعة لناسا، في بيان: “إن الكتلة أمر بالغ الأهمية لمهمات ناسا المستقبلية في الفضاء السحيق”. “إن مشاريع مثل هذا التصنيع الإضافي الناضج جنبًا إلى جنب مع المواد المتقدمة، ستساعد في تطوير أنظمة دفع جديدة، والتصنيع في الفضاء، والبنية التحتية اللازمة لمهمات ناسا الطموحة إلى القمر والمريخ وما وراءهما.”

تم تصميم فوهة RAMFIRE أيضًا كقطعة واحدة باستخدام طرق طباعة ثلاثية الأبعاد متقدمة، مما يتطلب روابط أقل بكثير ويقلل وقت التصنيع بشكل كبير، وفقًا لوكالة ناسا. من ناحية أخرى، قد يتطلب التصنيع المنتظم ما يصل إلى ألف قطعة متصلة بشكل فردي. وقال جرادل: “لقد قمنا بتقليل الخطوات المتبعة في عملية التصنيع، مما يسمح لنا بتصنيع مكونات المحرك على نطاق واسع كبناء واحد في غضون أيام”.

تم أيضًا استخدام مادة الألومنيوم RAMFIRE وعملية التصنيع المضافة لبناء مكونات صاروخية أخرى مثل فوهة هوائي بقطر 36 بوصة مع قنوات تبريد متكاملة معقدة وخزان مغلف لتطبيقات السوائل المبردة.

للمزيد من الرحلات الفضائية في حياتك، تابعنا X (تويتر سابقًا) وقم بوضع إشارة مرجعية على Gizmodo المخصص صفحة رحلات الفضاء.