Szövés a Mars számára: Az ősi technika segíti a vörös bolygó küldetését

Orion emberi űrkapszula

Pillanatkép az Orion emberi űrkapszuláról, amely 2014-ben készül az első repülési tesztjére. Az űrhajó alján található 10 hüvelykes lyukak tömörítő párnákat tartanak, amelyeknek jó szigetelőnek és szerkezetileg is nagyon erősnek kell lenniük. A NASA a Bally Ribbon Mills céggel együttműködve 3D -s anyagból készült tömörítőpárnákat hoz létre, amelyeket kvarc kompozit (betét) szálakból szőnek. (Kép jóváírása: NASA)



Egy családi tulajdonban lévő szövéstechnikai vállalkozás Pennsylvaniában, amely az 1920-as években kezdett selyemkalap szalagok készítésével, segíti a NASA-t a Orion űrhajó , amely segíthet az embereknek a Marsra és más mély űrutazásokba való szállításában.

A Bally Ribbon Mills -t 1923 -ban alapították a Pennsylvania állambeli Bally -ban, és a NASA által közzétett cikk szerint továbbra is a vállalkozást indító család tagjai irányítják. A cég ma is klasszikus szövési technikákat alkalmaz, de fejlettebb anyagokkal, beleértve a szénszálas és kvarcos anyagokat, és fejlettebb alkalmazásokkal, mint például a Forma -1 -es versenyautók alkatrészei.





Most a cég segít a NASA -nak egy jobb hővédő pajzsot építeni az ügynökség Orion emberi űrhajója számára. A kvarc kompozitból készült szálak összefonásával a vállalat 3 hüvelyk vastagságú (7,6 centiméteres) anyagot tud előállítani egy szövési módszerrel, amely évezredes múltra tekint vissza. cikk a NASA Spinoff -ban , kiadvány az ügynökségből származó nem űrbeli alkalmazásokról. [Fotók: a NASA űrindító rendszere a mély űrrepülésekhez]

A Bally Ribbon Millsben a mérnökök olyan anyagot szőnek, amelyet a NASA -ban fognak használni



A Bally Ribbon Millsben a mérnökök olyan anyagot szőnek, amelyet a NASA Orion emberi űrhajóján fognak használni. Itt a NASA munkatársai körbejárják a Bally Ribbon Mills létesítményeit.(Kép jóváírása: NASA/David Bowman)

A meleg felvétele

Amikor az Orion visszatér az űrből a Földre, a hajó átesik a Föld légkörén, ahol a levegő részecskékkel való súrlódás hihetetlen mennyiségű hőt termel. Az Orion hővédő pajzsának nagy része „alacsony sűrűségű anyagból áll, amely nagyon jól szigeteli” a hajó belsejét-mondta Jay Feldman, a Bally-vel közös hővédő projekt technikai vezetője a NASA Ames Research Center-ben.



De a szigetelőanyag nem túl erős, mondta Feldman. A hővédő pajzs különböző pontjain, beleértve azokat is, ahol a személyzet kapszuláját a szervizmodulhoz csatlakoztatja (amely oxigént és üzemanyagot szállít), a NASA mérnökeinek sokkal erősebb anyagra volt szükségük, amely szigetelésként is szolgálhat. Ezek a csatlakozási régiók úgynevezett kompressziós betéteket használnak a cikk szerint, amelyek korábban acélból és szénszálas kompozitból készültek. De az Orion első próbarepülése során, 2014 -ben a párnák sok hőt vezettek, többet, mint amennyi biztonságos volt egy személyzet repüléséhez.

Most az Orion kompressziós párnái egy 3D -s anyagból állnak, amely részben kvarcból álló szálakból készül. Ez a kompressziós párnacsoport 3D multifunkcionális ablatív hővédő rendszer (3D-MAT) néven ismert.

A 3D-MAT anyagot „háromdimenziósnak” tekintik, mert „ugyanannyi szál van mindhárom irányban”-áll a cikkben. Három szál, mindegyik merőleges irányba mutat, összefonódik. Az anyagot ezután egy másik vállalathoz küldik, amely meggyújtja az anyaglapokat gyantával, hogy kikeményedjen, és kitöltse a szövés által hagyott pórusokat. Ezután a lapokat a végleges formára csiszolják.

Amikor elkészült, a végtermék 3 hüvelyk vastag, és 'olyan, mint egy tégla' - mondta Curt Wilkinson, a Bally Ribbon Mills vezető textilmérnöke. - Sok rostot csomagolunk oda. A fejlesztés során sokszor bizonytalanok voltunk abban, hogy valóban be tudjuk -e csomagolni a [NASA] által keresett rostmennyiséget. ”

Az anyag olyan tényezők kombinációjával rendelkezik, amelyekre a NASA -nak szüksége van a hővédő kompressziós párnákhoz.

„Az anyag lehet szerkezet, lehet hővédelem, lehet lengéscsillapító, és teherbíró is lehet”-mondta Ethiraj Venkatapathy, a NASA Entry Systems & Technologies Division projektmenedzsere és vezető technológusa. - mondta a cikkben.

Charles Bolden, a NASA korábbi adminisztrátora bejárja a Bally Ribbon Mills létesítményt.

Charles Bolden, a NASA korábbi adminisztrátora bejárja a Bally Ribbon Mills létesítményt.(Kép jóváírása: NASA/David Bowman)

Jövőbeli technika

A NASA és a Bally Ribbon Mills mérnökei vizsgálják a 3D-MAT anyag felhasználását a hővédő pajzs más területein, és alkalmazásai akár az ügynökségen túl is terjedhetnek-áll a cikkben. A cikk szerint a kormányzati szervek, köztük a Védelmi Minisztérium és a repülőgépgyártó vállalatok 'érdeklődést mutattak' a 3D-MAT anyaggal készült hővédő rendszerek iránt. Még a cég ügyfelei is a Forma -1 világában érdeklődnek az anyag iránt, mert vastagabb, mint más szövött szerkezeti anyagok.

A NASA Ames kutatói már a Bally Ribbon Mills mérnökeivel dolgoztak együtt egy potenciális következő generációs hővédő anyag kifejlesztésén, amely magában foglalta a 3D kvarcszálas kompozitot. A szálak gépekkel történő szövése csúcstechnológiának tűnhet, de a folyamat továbbra is ugyanazt az alapvető szövési technológiát alkalmazza, amelyet az 1920 -as években alkalmazott vállalat, az úgynevezett transzfer szövőszék. Az ilyen típusú szövőszéket „évezredek” óta használják a cikk szerint. A hővédő alkatrészek gyártásához használt technikát 3D ortogonális szövésnek nevezik.

'Modern elektronikus alkatrészeket építünk be, és saját felvevőrendszereket is építünk és építünk be, de maga a szövőszék rendkívül régi'-mondta Wilkinson a cikkben. 'Ugyanazokat a szövéskori lépéseket használva szőttünk olyan anyagot, amely a Marsra megy.'

Kövesse Calla Cofield -et @callacofield . Kövess minket @Spacedotcom , Facebook és Google+ . Eredeti cikk a témában Space.com .