Người ta sẽ nghĩ NASA đang chuẩn bị cho một cuộc đấu kiếm trong không gian! Ít nhất, đó là ấn tượng mà người ta có thể có được khi họ nhìn thấy bộ giáp mới mà NASA đang phát triển lần đầu tiên. Chính thức, họ đang đề cập đến nó như là một loại vải vũ trụ mới, một loại vải sẽ bảo vệ các phi hành gia, tàu vũ trụ và các thiết bị có thể triển khai. Nhưng đối với người quan sát thông thường, nó trông rất giống áo giáp chuỗi thư!
Bộ giáp mới là đứa con tinh thần của Polit Casillas, một kỹ sư hệ thống từ Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA. Lấy cảm hứng từ hàng dệt truyền thống, bộ giáp này dựa vào những tiến bộ trong sản xuất phụ gia (hay còn gọi là in 3-D) để tạo ra các loại vải kim loại dệt có thể gấp và thay đổi hình dạng nhanh chóng. Và một ngày nào đó sớm thôi, nó có thể được sử dụng cho mọi thứ!
Là con trai của một nhà thiết kế thời trang ở Tây Ban Nha, Casillas lớn lên xung quanh các loại vải và dệt may, và bị thu hút bởi cách chúng được sử dụng cho mục đích thiết kế. Cũng giống như cách dệt được sản xuất bằng cách dệt vô số sợi, vải không gian nguyên mẫu của Casilla dựa vào in 3-D để tạo ra các hình vuông kim loại thành một mảnh, sau đó được xâu lại với nhau để tạo thành áo giáp.
Ngoài công việc với loại vải không gian mới này, Casillas còn hợp tác với xưởng JPL, Atelier, chuyên về tạo mẫu nhanh các khái niệm và hệ thống tiên tiến. Môi trường hợp tác nhịp độ nhanh này hoạt động với các công nghệ khác nhau và tìm cách kết hợp những công nghệ mới (như in 4-D) vào các thiết kế hiện có. Như Casillas đã mô tả khái niệm này trong thông cáo báo chí của NASA:
Chúng tôi gọi đó là in ấn 4-D vì chúng tôi có thể in cả hình học và chức năng của các vật liệu này. Nếu sản xuất Thế kỷ 20 được thúc đẩy bởi sản xuất hàng loạt, thì đây là sản xuất hàng loạt các chức năng.
Các loại vải không gian có bốn chức năng thiết yếu, bao gồm độ phản xạ, quản lý nhiệt thụ động, khả năng gập và độ bền kéo. Với một mặt phản xạ ánh sáng và mặt kia hấp thụ nó, vật liệu này hoạt động như một phương tiện kiểm soát nhiệt. Nó cũng có thể gập theo nhiều cách khác nhau và thích nghi với hình dạng, trong khi vẫn duy trì độ bền kéo để đảm bảo nó có thể duy trì lực kéo vào nó.
Những loại vải này có thể được sử dụng để bảo vệ các phi hành gia và che chắn các ăng ten lớn, các thiết bị có thể triển khai và tàu vũ trụ khỏi thiên thạch và các mối nguy hiểm khác. Ngoài ra, chúng có thể được sử dụng để đảm bảo rằng các nhiệm vụ đến các môi trường khắc nghiệt sẽ được bảo vệ khỏi các yếu tố. Hãy xem xét mặt trăng Europa của sao Mộc, mà NASA đang lên kế hoạch khám phá trong thập kỷ tới bằng cách sử dụng tàu đổ bộ - hay còn gọi là. các Europa clip sứ mệnh.
Ở đây, và trên các thế giới đại dương khác của thế giới khác - như Ceres, Enceladus, Titan và Pluto - loại áo giáp linh hoạt này có thể cung cấp vật liệu cách nhiệt cho tàu vũ trụ. Chúng có thể được sử dụng trên các thanh chống hạ cánh để đảm bảo rằng chúng có thể thay đổi hình dạng để phù hợp với địa hình không bằng phẳng. Loại vật liệu này cũng có thể được sử dụng để xây dựng môi trường sống cho Sao Hỏa hoặc Mặt Trăng - như Lưu vực Nam Cực-Aitken, nơi các miệng hố bị che khuất vĩnh viễn cho phép tồn tại băng nước.
Một lợi ích khác của vật liệu này là thực tế là nó rẻ hơn đáng kể để sản xuất so với các vật liệu được chế tạo bằng phương pháp chế tạo truyền thống. Trong điều kiện thông thường, thiết kế và chế tạo tàu vũ trụ là một quá trình phức tạp và tốn kém. Nhưng bằng cách thêm nhiều chức năng vào một vật liệu ở các giai đoạn phát triển khác nhau, toàn bộ quá trình có thể được thực hiện rẻ hơn và thiết kế mới có thể được thực hiện.
Andrew Shapiro-Scharlotta là người quản lý tại Văn phòng Công nghệ Vũ trụ JPL, một văn phòng chịu trách nhiệm tài trợ cho các công nghệ giai đoạn đầu như vải không gian. Như ông nói, quy trình sản xuất này có thể cho phép tất cả các loại thiết kế và khái niệm nhiệm vụ mới. Chúng tôi chỉ nói sơ qua về bề mặt của những gì có thể, anh ấy nói. Việc sử dụng các hình dạng hữu cơ và phi tuyến tính mà không mất thêm chi phí chế tạo sẽ dẫn đến các thiết kế cơ học hiệu quả hơn.
Để phù hợp với cách in 3-D đã được phát triển để sử dụng trên tàu ISS, nhóm JPL không chỉ muốn sử dụng loại vải này trong không gian mà còn sản xuất nó trong không gian. Trong tương lai, Casillas cũng hình dung một quy trình theo đó các công cụ và vật liệu kết cấu có thể được in từ vật liệu tái chế, tiết kiệm thêm chi phí và cho phép sản xuất nhanh chóng, theo yêu cầu các thành phần cần thiết.
Quá trình sản xuất như vậy có thể cách mạng hóa cách thức tàu vũ trụ và hệ thống không gian được tạo ra. Thay vì tàu, bộ quần áo và robot thủ công được tạo ra từ nhiều bộ phận khác nhau (sau đó phải được lắp ráp), chúng có thể được in ra giống như toàn bộ vải. Cuộc cách mạng sản xuất, dường như, lờ mờ!
