NASA, Uzay İstasyonuna Cerrahi Robot ve 3D Metal Yazıcı Gönderiyor

ISS’nin en son ikmal misyonuna ilişkin bilimsel araştırmalar arasında 3 boyutlu metal baskı, yarı iletken üretimi, yeniden giriş termal koruması, robotik cerrahi ve kıkırdak dokusu yenilenmesindeki gelişmeler yer alıyor. Bu çalışmalar, uzay misyonunun sürdürülebilirliğini arttırmayı amaçlıyor ve Dünya tabanlı teknolojiler ve sağlık hizmetleri için önemli sonuçlar doğuruyor.

3D metal yazıcı, yarı iletken üretimi ve Dünya atmosferine yeniden giriş için termal koruma sistemleri testleri, bilimsel araştırmalar arasında yer alıyor. NASA ve uluslararası ortaklar harekete geçiyor Uluslararası Uzay istasyonu Northrop Grumman’ın 20. ticari ikmal hizmetleri görevinde. Şirketin Cygnus kargo uzay aracının fırlatılması planlanıyor SpaceX Falcon 9 roketi Ocak ayı sonlarında Florida’daki Cape Canaveral Uzay Kuvvetleri İstasyonundan.

Yörüngedeki laboratuvara yolculuk yapan araştırmalardan bazıları hakkında daha fazlasını okuyun:

Uzay istasyonuna fırlatılmadan önce Metal 3D Yazıcı tarafından üretilen örnekler. Kredi bilgileri: ESA

Uzayda 3D Baskı

ESA’dan bir araştırma (Avrupa Uzay Ajansı), Metal 3D Yazıcı mikro yerçekiminde küçük metal parçaların katmanlı üretimini veya 3 boyutlu baskısını test eder.

ESA’dan Rob Postema, “Bu araştırma bize böyle bir yazıcının uzayda nasıl davrandığına dair ilk anlayışı sağlıyor” dedi. “Bir 3D yazıcı pek çok şekil oluşturabilir ve biz, öncelikle uzayda yazdırmanın Dünya’da yazdırmaktan ne kadar farklı olabileceğini anlamak ve ikinci olarak bu teknolojiyle ne tür şekiller basabileceğimizi görmek için örnekler yazdırmayı planlıyoruz. Ayrıca bu etkinlik, mürettebat üyelerinin uzayda metal parçaları basarken nasıl güvenli ve verimli çalışabileceklerini göstermeye yardımcı oluyor.”

Sonuçlar, metal 3D baskının uzaydaki işlevselliği, performansı ve operasyonlarının yanı sıra basılı parçaların kalitesi, gücü ve özelliklerinin anlaşılmasını da geliştirebilir. İkmal, gelecekteki uzun süreli insanlı görevler için zorluk teşkil ediyor. Mürettebat üyeleri, gelecekteki uzun süreli uzay uçuşlarında ve Ay’da ekipmanların bakımına yönelik parçalar oluşturmak için 3D baskıyı kullanabilir veya Marsyedek parçaları paketleme ihtiyacını azaltır veya ihtiyaç duyulabilecek her alet veya nesneyi tahmin ederek lansman sırasında zamandan ve paradan tasarruf sağlar.

Metal 3D baskı teknolojisindeki ilerlemeler, otomotiv, havacılık ve denizcilik endüstrileri için motor üretimi ve doğal afetlerden sonra barınakların oluşturulması da dahil olmak üzere Dünya üzerindeki potansiyel uygulamalara da fayda sağlayabilir.

Soruşturmayı, ESA ile sözleşme kapsamında Airbus Defence and Space SAS liderliğindeki bir ekip geliştirdi.

Redwire’ın MSTIC araştırması için gaz besleme modülleri ve üretim modülü. Kredi bilgileri: Redwire

Mikro Yerçekiminde Yarı İletken Üretimi

Yarı İletkenler ve İnce Film Entegre Kaplamaların İmalatı (MSTİK) mikro yerçekiminin geniş bir kullanım alanına sahip ince filmleri nasıl etkilediğini inceliyor.

Teknolojiyi geliştiren Redwire Space’ten Alex Hayes, “Üstün yüzey yapılarına sahip filmler üretme potansiyeli ve enerji hasadından gelişmiş sensör teknolojisine kadar geniş uygulama yelpazesi özellikle çığır açıcı” dedi. “Bu, uzay üretiminde önemli bir sıçramayı temsil ediyor ve hem uzay araştırmaları hem de karasal uygulamalar için geniş kapsamlı etkileri olan yeni bir teknolojik ilerleme çağının habercisi olabilir.”

Bu teknoloji, otonom üretimin, geniş bir yelpazede üretim yapmak için halihazırda kullanılan birçok makine ve sürecin yerini almasını sağlayabilir. yarı iletkenlerpotansiyel olarak daha verimli ve daha yüksek performanslı elektrikli cihazların geliştirilmesine yol açacaktır.

Yarı iletken cihazların mikro yerçekiminde üretilmesi de bunların kalitesini artırabilir ve gereken malzeme, ekipman ve işçiliği azaltabilir. Gelecekteki uzun süreli görevlerde bu teknoloji, uzayda bileşen ve cihaz üretme yeteneği sağlayarak Dünya’dan ikmal görevlerine olan ihtiyacı azaltabilir. Teknolojinin ayrıca Dünya’da enerji toplayan ve güç sağlayan cihazlara yönelik uygulamaları da var.

Hayes, “Bu ilk pilot program, Dünya’da ve uzayda üretilen ince filmleri karşılaştırmak için tasarlanmış olsa da, nihai hedef, yarı iletken alanında çeşitli üretim alanları üretmeye genişlemektir” dedi.

Bir sanatçının yeniden giriş sırasında KREPE-2 kapsüllerinden birini resmetmesi. Katkıda bulunanlar: A. Martin, P. Rodgers, L. Young, J. Adams, Kentucky Üniversitesi

Atmosfere Yeniden Girişin Modellenmesi

Uzay istasyonunda araştırma yapan bilim insanları, ek analiz ve çalışma için sıklıkla deneylerini Dünya’ya geri gönderiyorlar. Ancak uzay aracının atmosfere yeniden giriş sırasında karşılaştığı aşırı sıcaklık da dahil olmak üzere koşullar, içerikleri üzerinde istenmeyen etkilere neden olabilir. Uzay aracını ve içeriğini korumak için kullanılan termal koruma sistemleri, genellikle gerçek uçuşta doğrulaması olmayan sayısal modellere dayanmaktadır; bu, ihtiyaç duyulan sistemin boyutunda önemli ölçüde fazla tahminlere yol açabilir ve değerli alan ve kütle kaplayabilir. Kentucky Yeniden Giriş Sondası Deneyi-2 (KREPE-2Termal koruma sistemi teknolojisini geliştirme çabasının bir parçası olarak, gerçek yeniden giriş koşulları hakkında veri elde etmek için farklı ısı kalkanı malzemeleri ve çeşitli sensörlerle donatılmış üç kapsül kullanıyor.

Kentucky Üniversitesi’nden baş araştırmacı Alexandre Martin, “KREPE-1’in başarısını temel alarak, daha fazla ölçüm toplamak için sensörleri geliştirdik ve daha fazla veri iletmek için iletişim sistemini geliştirdik” dedi. “NASA tarafından sağlanan ve daha önce hiç test edilmemiş olan birkaç ısı kalkanını ve tamamı Kentucky Üniversitesi’nde üretilen bir başka ısı kalkanını test etme fırsatımız var, bu da yine bir ilk.”

Kapsüller, insanları ve yapıları kontrol edilemeyen yangınlardan korumak gibi Dünya’daki uygulamalar için ısı korumadaki iyileştirmeleri destekleyecek şekilde diğer atmosferik yeniden giriş deneyleri için donatılabilir.

Fırlatmadan önce yerde test sırasında cerrahi robot. Kredi bilgileri: Virtual Incision Corporation

Uzaktan Robotik Cerrahi

Robotik Cerrahi Teknik Demosu Cerrahi prosedürleri gerçekleştirmek için Dünya’dan uzaktan kontrol edilebilen küçük bir robotun performansını test ediyor. Araştırmacılar, mikro yerçekiminin etkilerini ve uzay ile yer arasındaki zaman gecikmelerini değerlendirmek için mikro yerçekimindeki ve Dünya üzerindeki prosedürleri karşılaştırmayı planlıyor.

Nebraska Üniversitesi’ndeki araştırmanın geliştiricisi Virtual Incision Corporation’ın baş teknoloji sorumlusu Shane Farritor’a göre robot, simüle edilmiş cerrahi dokuyu kavramak ve kesmek için iki “el” kullanıyor ve nerede ve nasıl kesileceğini belirlemek için kullanılan gerilimi sağlıyor. .

Daha uzun uzay görevleri, mürettebat üyelerinin basit dikiş veya acil apendektomi gibi cerrahi prosedürlere ihtiyaç duyma olasılığını artırıyor. Bu araştırmadan elde edilen sonuçlar, bu prosedürleri gerçekleştirmek için robotik sistemlerin geliştirilmesini destekleyebilir. Ayrıca, ülkenin kırsal bölgelerinde cerrah bulunması 2001 ile 2019 arasında neredeyse üçte bir oranında azaldı. Robotun minyatürleştirilmesi ve uzaktan kontrol edilebilmesi, ameliyatın her yerde ve her zaman yapılabilmesine yardımcı olabilir.

NASA, 15 yılı aşkın bir süredir minyatür robotlarla ilgili araştırmalara sponsorluk yapıyor. 2006 yılında uzaktan kumandalı robotlar, NASA’nın Aşırı Çevre Görev Operasyonları (NEEMO) 9 görevinde su altı prosedürleri gerçekleştirdi. 2014 yılında minyatür bir cerrahi robot, Zero-G parabolik uçakta simüle edilmiş cerrahi görevler gerçekleştirdi.

Janus Base Nano-matris, kıkırdak hücrelerini (kırmızı) sabitler ve kıkırdak doku matrisinin (yeşil) oluşumunu kolaylaştırır. Kredi bilgileri: Connecticut Üniversitesi

Uzayda Büyüyen Kıkırdak Dokusu

Bölme Kıkırdak Doku Yapısı Janus Base Nano-Matrix (JBNm) ve Janus Base Nanopiece (JBNp) olmak üzere iki teknolojiyi gösterir. JBNm, mikro yerçekiminde kıkırdak oluşumu için bir iskele sağlayan ve kıkırdak hastalıklarının incelenmesi için bir model görevi görebilecek enjekte edilebilir bir malzemedir. JBNp şunları sunar: RNAKıkırdak dejenerasyonuna neden olan hastalıklarla mücadele etmek için temelli tedavi.

Kıkırdağın kendi kendini onarma yeteneği sınırlıdır ve osteoartrit, dünyadaki yaşlı hastalarda sakatlığın önde gelen nedenidir. Mikro yerçekimi, yaşlanmaya bağlı osteoartritin ilerlemesini taklit eden ancak daha hızlı gerçekleşen kıkırdak dejenerasyonunu tetikleyebilir, dolayısıyla mikro yerçekimi araştırmaları, etkili tedavilerin daha hızlı geliştirilmesine yol açabilir. Bu araştırmadan elde edilen sonuçlar, Dünya’daki eklem hasarları ve hastalıkların tedavisi için kıkırdak yenilenmesini ilerletebilir ve Ay ve Mars’a yapılacak gelecekteki görevlerde kıkırdak sağlığını koruma yollarının geliştirilmesine katkıda bulunabilir.

Dünya atmosferine yeniden giriş için 3 boyutlu metal yazıcı ve termal koruma sistemlerinin testleri, NASA ve uluslararası ortakların Northrop Grumman’ın 20. ticari ikmal hizmetleri misyonu kapsamında Uluslararası Uzay İstasyonuna başlattığı bilimsel araştırmalar arasında yer alıyor. Şirketin Cygnus kargo uzay aracının, Ocak ayı sonlarında Florida’daki Cape Canaveral Uzay Kuvvetleri İstasyonundan SpaceX Falcon 9 roketiyle fırlatılması planlanıyor. Kredi bilgileri: NASA