قد يظن المرء أن وكالة ناسا تستعد لبعض المعارك بالسيف في الفضاء! على الأقل ، هذا هو الانطباع الذي قد يحصل عليه المرء عندما يرى درع ناسا الجديد يتطور لأول مرة. رسميًا ، يشيرون إلى ذلك كنوع جديد من "نسيج الفضاء" ، وهو نوع سيوفر الحماية لرواد الفضاء وسفن الفضاء والأجهزة القابلة للنشر. ولكن بالنسبة للمراقب غير الرسمي ، فإنه يشبه إلى حد كبير درع سلسلة البريد!
الدرع الجديد هو من بنات أفكار Polit Casillas ، مهندس نظم من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا. يعتمد هذا الدرع المستوحى من المنسوجات التقليدية على التقدم المحرز في التصنيع الإضافي (المعروف أيضًا باسم الطباعة ثلاثية الأبعاد) لإنشاء الأقمشة المعدنية المنسوجة التي يمكن طيها وتغيير شكلها بسرعة. ويومًا ما قريبًا ، يمكن استخدامه لكل شيء تقريبًا!
بصفته ابن مصمم أزياء في إسبانيا ، نشأ Casillas حول الأقمشة والمنسوجات ، وكان مفتونًا بكيفية استخدامها من أجل التصميم. بنفس الطريقة التي يتم بها إنتاج المنسوجات عن طريق نسج خيوط لا تعد ولا تحصى ، يعتمد نسيج الفضاء النموذجي لـ Casilla على الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء مربعات معدنية في قطعة واحدة ، والتي يتم ربطها معًا لتشكيل طبقة من الدروع.
بالإضافة إلى عمله مع هذا النسيج الفضائي الجديد ، يشارك كاسياس في قيادة ورشة عمل أتيليه JPL ، والتي تخصصت في النماذج الأولية السريعة للمفاهيم والأنظمة المتقدمة. تعمل هذه البيئة التعاونية سريعة الخطى مع تقنيات مختلفة وتبحث عن طرق لدمج تقنيات جديدة (مثل الطباعة رباعية الأبعاد) في التصاميم الموجودة. كما وصف كاسياس هذا المفهوم في بيان صحفي لوكالة ناسا:
"نسميها" الطباعة رباعية الأبعاد "لأنه يمكننا طباعة كل من هندسة ووظيفة هذه المواد. إذا كان التصنيع في القرن العشرين مدفوعًا بالإنتاج الضخم ، فهذا هو الإنتاج الضخم للوظائف. "
لأقمشة الفضاء أربع وظائف أساسية ، والتي تشمل الانعكاسية ، وإدارة الحرارة السلبية ، والطي وقوة الشد. مع جانب واحد يعكس الضوء والآخر يمتصه ، تعمل المادة كوسيلة للتحكم الحراري. يمكن أيضًا طيها بعدة طرق مختلفة والتكيف مع الأشكال ، مع الحفاظ على قوة الشد لضمان قدرتها على الحفاظ على القوى التي تسحبها.
يمكن استخدام هذه الأقمشة لحماية رواد الفضاء وحماية الهوائيات الكبيرة والأجهزة القابلة للنشر والمركبات الفضائية من النيازك والمخاطر الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامها لضمان حماية المهام في البيئات القاسية من العناصر. لنأخذ قمر المشتري يوروبا ، الذي تخطط ناسا لاستكشافه في العقد المقبل باستخدام مركبة إنزال - تُعرف أيضًا باسم. ال يوروبا كليبر مهمة.
هنا ، وفي "عوالم المحيطات" الأخرى - مثل سيريس وإنسيلادوس وتيتان وبلوتو - يمكن لهذا النوع من الدروع المرنة أن يوفر العزل للمركبات الفضائية. يمكن استخدامها على دعامات الهبوط للتأكد من أنها يمكن أن تغير شكلها لتناسب التضاريس غير المستوية أيضًا. يمكن أيضًا استخدام هذا النوع من المواد لبناء موائل للمريخ أو القمر - مثل حوض القطب الجنوبي-أيتكين ، حيث تسمح الفوهات المظللة بشكل دائم بوجود جليد الماء.
فائدة أخرى لهذه المواد هي حقيقة أن إنتاجها أرخص بكثير مقارنة بالمواد المصنوعة باستخدام طرق التصنيع التقليدية. في ظل الظروف العادية ، يعد تصميم وبناء المركبات الفضائية عملية معقدة ومكلفة. ولكن من خلال إضافة وظائف متعددة إلى مادة في مراحل مختلفة من التطوير ، يمكن جعل العملية بأكملها أرخص ويمكن تنفيذ تصميمات جديدة.
أندرو شابيرو شارلوتا مدير في مكتب تكنولوجيا الفضاء في JPL ، وهو مكتب مسؤول عن تمويل تقنيات المرحلة المبكرة مثل نسيج الفضاء. على حد تعبيره ، يمكن لهذا النوع من عمليات الإنتاج تمكين جميع أنواع التصاميم ومفاهيم المهمة الجديدة. وقال "نحن نخدش سطح ما هو ممكن". "سيؤدي استخدام الأشكال العضوية وغير الخطية دون أي تكاليف إضافية للتصنيع إلى تصميمات ميكانيكية أكثر كفاءة."
تماشيًا مع كيفية تطوير الطباعة ثلاثية الأبعاد للاستخدام على متن ISS ، لا يرغب فريق JPL فقط في استخدام هذا النسيج في الفضاء ، ولكن أيضًا تصنيعه في الفضاء أيضًا. في المستقبل ، تتصور كاسياس أيضًا عملية يمكن من خلالها طباعة الأدوات والمواد الإنشائية من المواد المعاد تدويرها ، مما يوفر توفيرًا إضافيًا في التكاليف ويتيح إنتاج المكونات الضرورية بسرعة عند الطلب.
يمكن أن تحدث عملية الإنتاج هذه ثورة في طريقة إنشاء المركبات الفضائية والأنظمة الفضائية. بدلاً من السفن ، والدعاوى ، والحرف الآلية التي تم إنشاؤها من العديد من الأجزاء المختلفة (والتي يجب تجميعها بعد ذلك) ، يمكن طباعتها مثل "قطعة قماش كاملة". يبدو أن الثورة الصناعية تلوح في الأفق!
