Marketing
Plastika i na Marsu
Još jedan vrhunac svjetske znanosti i tehnologije dostižemo upravo ovih dana. Kao što je poznato, 6. kolovoza 2012. Rover Curiosity se nakon osam i pol mjeseci leta, "sedam minuta strave" za NASA-u, tijekom kojih nisu imali kontakt s letjelicom koja se spuštala na Mars, uspješno spustio na površinu crvene planete i započeo sa slanjem fotografjia. Kao što je rekao predsjednik SAD-a Barack Obama: "Tehnološki podvig bez presedana".
Curiosity u fazi testiranja u NASA-inim laboratorijima.
Ukupno je prešao 587 milijuna kilometara, a na cijeli je projekt potrošeno 2.5 milijardi dolara, a samo vozilo koštalo je 1,8 milijardi dolara. Vozilo je teško oko 900 kg, dugačko oko 2,7, a široko 2,2, m. Opremljeno je laboratorijskim instrumentima za analizu uzoraka atmosfere, tla i stijena.
Glavni zadatak cijelog programa i ekspedicije, odnosno Curiosityja je utvrđivanje mogućnosti života na Marsu odnosno utvrdili je li ga ranije bilo i pod kojim uvjetima.
Kompjuterska simulacija jednog od ispitivanja Curiosityja
I nije prvi puta da je NASA napravila civilizacijski, znanstveni, a prvenstveno tehnološki iskorak. Brojni su projekti NASE koji su ostavili velikog traga u čovječanstvu, ali i u našem svakodnevnom životu. Upravo je NASA današnjoj civilizaciji dala neke danas svakodnevne stvari kao što je teflon, cirkoniziranje površine (presvlačenje keramičkih pločica koje su otporne na temperaturu s mikronskim slojem cirkonija i time postizavanje iznimno velike tvrdoće i otpornosti na habanja), pa zatim nevidljive, odnosno transparentne zubne proteze, leće otporne na ogrebotine, memorijska spužva (poliuretan - silikonska pjenasta plastika), toplomjer za uši - termometar na bazi IR zraka (danas se koristi za mjerenje temperature djece), DYNACOIL - trodimenzionalna poliuretanska pjena koja omogućava ugradnju ventilacijskih kanala u današnju sportsku obuću, daljinsku komunikaciju, podesive dimne detektore (ionizirajući detektori), sustav odvodnje vode između automobilskih guma i asfalta, bežične alate, filtere za vodu. Osim konkretnih izuma još je više ideja koje se danas primjenjuju u svakodnevnom životu. Zasigurno, još je jako puno toga u sferi stroge vojne tajne. Ali, za koju godinu, ta će rješenja obogatiti naš život.
Projekt je, koji se već sada može proglasiti uspješnim i povijesnim rezultat je rada brojnih znanstvenika, inženjera, stručnjaka iz svih područja znanosti i tehnologije.
Kompjuterska simulacija jednog od ispitivanja Curiosityja
Posebni izazov stručnjacima NASE i njenih suradnika bilo je prevladati ekstremne uvijete koji vladaju na putu do Marsa i na samom Marsu. Stoga je posebna pažnja posvećena materijalima. Samo vozilo, do Marsa je stiglo u posebnoj svemirskoj kapsuli koja se termički izolirana, a dijelovi i materijali kapsule testirani su da izdrže temperaturu do 3500 °C.
Osnovni materijal koji je korišten za izradu osnovne konstrukcije Curiosityja je titan i ugljični kompoziti koji su iznimno otporni na ekstremne temperature. Ali, pored tih visoko temperaturno otpornih materijala, u Curiosity je ugrađeno dosta plastike. Najrazličitijih plastičnih materijala. Gotovo sva kompjuterska i instrumentacijska oprema izrađena je od standardnih plastičnih materijala ojačanih grafitnim kompozitnim materijalima. Naime, očekuje se da će na samom Marsu, takva oprema biti izložena temperaturama od -125 °C do +150 °C, a da će misija trajati najmanje godinu i pol, te u tom vremenu oprema mora biti zaštićena od vanjskih uvijeta kako bi ispravno radila.
Najveći dio kompjuterske opreme, elektro vodiča i ostalih plastičnih dijelova zaštićen je specijalnom višeslojnom trakom i pločama na bazi poliamida koje su ojačane posebnim vlaknima staklene vune - komercijalnog naziva DUNMORE. Traka nije samo temperaturni već je i električki izolator. Time je osiguran nesmetani protok energije i instrumentacijskih strujnih signala od indikatora do kompjuterskog sustava koji obrađuje signale.
Prikaz izrade DUNMORE višeslojne trake
Neposredno prije ulaska u atmosferu Marsa, brzina svemirskog broda bitno je smanjena te ja kapsula s brzine od više od 20.000 km/h morala biti svedena da se osigura mekano spuštanje. Prvi dio smanjenje brzine odrađen je kočenjem uz pomoć motora na nekih 1700 km/h, a onda je otvoren padobran s kojim je kapsula približena površini Marsa, da bi zatim samo 900 kg teško vozilo bilo mekano spušteno s tzv. svemirskom dizalicom na samu površinu Marsa.
Prikaz ulaska kapsule s Curiosityjem u Marsovu atmosferu.
Spuštanje kapsule - svemirske dizelice s Curiosityjem uz pomoć najlonskog padobrana
Jednostruka kupola padobrana promjera oko 21,5 m izrađena je od najlona, kao i spojne, noseće trake koje su izrađene od upletenih najlonskih niti.
Prikaz svemirske dizalice
A kako je to izgledalo, pogledajte u sljedećoj kompjuterskoj animaciji:
Dakle, izgleda da se i na Marsu ne može bez plastike.
No, NASA ne miruje, već dobrano i vrlo aktivno radi na novoj generaciji vozila za Mars. Već je napravljeno novo vozilo koje je sada u fazi testiranja u pustinji Arizona.
Ono što je zanimljivo, tehnološki je ovdje napravljen još jedan korak naprijed. A to je da je više od 70 dijelova ovog novog vozila izrađeno s 3D printerom, a kao materijali se koriste ojačani ABS - Acrylonitrile - Butadiene - Styrene (akrinonitril - butadijen -stiren), PCABS (blend polikarbonata i ABS-a) te od polikarbonatnih materijala.
Za sada se na ovaj način od plastike izrađuju otvori za usmjeravanje ispušnih plinova i sprečavanja širenje plamena, nosači i kućišta kamera, branici te vrata kabina.
Evo prikaza novog vozila u nekoliko fotografija:
SLIKA 1 - Ovaj rover ima kabinu pod pritiskom koja omogućava zaštitu astronauta, sastoji se od 70-tak dijelova izrađenih pomoću 3D printera, u što su uključena kućišta, ventilacijski otvori i elementi za učvršćivanje.
SLIKA 2 - NASIN rover sljedeće generacije testira se u pustinji Arizone.
SLIKA 3 - Znanstvenici NASE konstruirali su dijelove za sljedeću generaciju rovera za Mars koristeći se kompjuterski upravljanim 3D printerom
SLIKA 4 - Ovaj dio izrađen od ABS plastike kreiran je pomoću 3D printera.
SLIKA 5 - Ovaj specijalni dio izrađen je od ABS plastike uz dodatak raznih aditiva u svrhu učvršćenja tekođer pomoću 3D printera.
Ono što je u cijelom procesu vrlo zanimljivo je korištenje 3D printera. Oni kao takvi postoje već više od 25 godina, ali tek u posljednje vrijeme, s razvojem materijala (u pravilu raznih kompozita), 3D printeri sve više dolaze u upotrebu. Njihova prednost je što se na kompjuteru konstruirani dio može odmah "isprintati" na 3D printeru. Time je osigurana iznimna preciznost, utrošak samo predviđenog materijala, vrhunsku obradu površine i preklopnih (nekada spojnih) mjesta.
3D printer je dimenzija nešto većih od kancelarijskog aparata za kavu. Rade na principu ink-jet printera gdje trodimenzionalno nanose zagrijanu tekuću plastiku. Uskoro, kada postane brži i dostupniji na tržištu mogao bi vrlo lako zamijeniti strojeve za injekcijsko prešanje.
Kako radi 3D printer (na principu taložnog učvršćivanja) možete vidjeti na sljedećem promo video klipu:
A evo i dva sljedeća primjera - ink jet tehnologije 3D printanja:
1. Kroz mlaznice ide vezivo za prah:
2. Kroz mlaznice ide tekući fotopolimer:
Izvori:
NASA - mision
NASA - galery
Examiner.com
Dimensionprinting.com
Plastic Today.com
Plastic Today.com - Dunmore
Gizmodo.com
Journal Tribune.com
Phys.org
Koldcast.tv - news
Post je objavljen 13.08.2012. u 21:25 sati.