Zortrax Prototipos de impresión 3D de la NASA 

Zortrax Prototipos de impresión 3D de la NASA, la NASA quiere lanzar la Misión de redireccionamiento de asteroides (ARM) a principios de la década de 2020. Hay dos variantes del ARM actualmente en desarrollo. El primero es completamente robótico. La segunda, conocida como Misión con tripulación de redireccionamiento de asteroides (ARCM), implica enviar astronautas a bordo de una nave espacial Orion para explorar un pequeño asteroide redirigido a una órbita estable alrededor de la Luna y llevar las muestras recolectadas a la Tierra.

Los ingenieros del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston están trabajando en el conjunto de herramientas adecuado para que los astronautas completen tales misiones. Los primeros prototipos funcionales del sistema de muestreo de geología para cuerpos pequeños se han impreso en 3D con Z-ULTRAT en el Zortrax M200 Plus.

La idea de la “recuperación de asteroides en la Tierra” se mencionó por primera vez en julio de 1980 cuando Robert Forsch, el entonces administrador de la NASA, testificó ante el Congreso que era inviable en ese momento. En 2012, el Instituto Keck de Estudios Espaciales revisó el proyecto e hizo un estudio de viabilidad que concluyó que la misión finalmente se hizo factible. El Centro de Investigación Glenn de la NASA estimó entonces que costaría alrededor de $ 2.6 mil millones, lo que también parecía razonable dada la tarea en cuestión. Teniendo el asteroide en órbita alrededor de la Luna, la única pregunta que quedaba era qué hacer con él. De ahí surgió la idea de enviar astronautas a explorarlo.

La idea de la minería de asteroides se encuentra en las primeras etapas de desarrollo y hay quienes cuestionan su viabilidad dada la tecnología que tenemos a mano. Aún así, el entorno de microgravedad de los asteroides plantea el mismo conjunto de desafíos para los astronautas, sin importar si están allí con fines científicos o comerciales. La gravedad en la Tierra, Marte e incluso la Luna permite herramientas y técnicas de muestreo geológico similares. Pero ninguno de ellos funcionará en un asteroide.

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Primero abordaron un muestreador flotante. Rápidamente se hizo evidente que agarrar rocas que estaban sobre el asteroide a mano era demasiado arriesgado. Los materiales del traje espacial podrían contaminar fácilmente las muestras recolectadas, además, existía una posibilidad significativa de pinchazo en el guante. Así que los ingenieros idearon un diseño de concha que funcionó bien para contener rocas flotantes y evitó que las muestras se contaminen una vez que quedaron atrapadas en la concha cerrada. La misma herramienta demostró ser eficaz también para recoger el polvo que cubre la superficie.

Una almohadilla de muestra unida a un asa tocaría ligeramente el suelo y se retraería a un recipiente pequeño. Los comentarios de los equipos que realizaron pruebas en el mundo real con prototipos impresos en 3D de tales herramientas dejaron en claro que el mecanismo para abrir y cerrar el contenedor tenía que ser rediseñado. Específicamente, en el Contact Soil Sampler original, un astronauta cerró y abrió las puertas del contenedor manualmente, lo que planteaba un riesgo de contaminación. Por lo tanto, los ingenieros hicieron un prototipo con un contenedor operado por palanca unida al mango.

La recolección de muestras de chips resultó ser aún más desafiante. En la Tierra, los geólogos usan un cincel y un martillo. Trozos de roca caen al suelo para recogerlos fácilmente. Pero en el asteroide flotarían representando una amenaza para los astronautas que trabajaban cerca. Entonces, los ingenieros diseñaron e imprimieron en 3D una herramienta manual con un efector final extraíble que contiene un cincel, dos ventanas y una puerta corrediza. Finalmente, el equipo diseñó un simulacro para recolectar muestras de testigos.

En cada caso, los ingenieros tuvieron que pensar en cómo almacenar las muestras recolectadas. De ninguna manera fue simple. Los astronautas en la Luna simplemente podrían poner sus muestras en bolsas. La gravedad fue suficiente para soportarlo. Pero en el asteroide, transferir algo del contenedor de una herramienta a una bolsa sería imposible. Así que el equipo optó por una arquitectura en la que el almacenamiento de muestras se integrara en la herramienta de recolección. El sistema de muestreo de geología para cuerpos pequeños en el estado actual de desarrollo es del tamaño de un maletín.

RESULTADO FINAL

Ya se ha probado un prototipo funcional impreso en 3D en la misión analógica NEEMO, en las profundidades del Océano Atlántico. En un momento durante las pruebas, uno de los efectores finales se rompió. Los ingenieros de JSC de la NASA imprimieron en 3D un reemplazo y lo enviaron al sitio de prueba en 24 horas, algo que hubiera sido imposible sin tener impresoras 3D confiables en la empresa. La versión actual del sistema aún es un trabajo en progreso. Se esperan muchas pruebas y prototipos impresos en 3D antes de que esté completamente operativo. Sin embargo, dado que las ideas sobre misiones a asteroides evolucionan constantemente, no existe un diseño de juego de herramientas en particular que los ingenieros puedan fijar. El ecosistema de Zortrax les ayuda a ajustar sus prototipos rápidamente cuando cambian los requisitos de la misión. Afirman que pueden cambiar fácilmente el tamaño del maletín para contener diferentes cantidades de cada efector final, según una misión determinada.

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