Польские студенты готовятся к прогулкам по Красной планете на 3D-печатном марсоходе Ares 2

Если судить по количеству проектов на международных конкурсах, польское аэрокосмическое направление переживает времена бурного роста. В прошлом году в десятке лучших три позиции занимали команды из Польши, а 3D-печать получила широкое применение в конкурсных заявках. В этом году картинка складывается аналогичным образом, примером чему служит проект марсохода Ares 2 за авторством студентов Варшавского политехнического университета. На 3D-печать полагаются не только польские участники, ведь аддитивные технологии считаются ключевыми для нового витка космических исследований, а серьезных достижений в последнее время мало. Хотя первые пилотируемые полеты прошли еще полвека назад, человечество так и не сумело забраться в космос дальше Луны. NASA и другие космические агентства пытаются изменить ситуацию, хотя пока что упор делается на беспилотные миссии. Не сегодняшний день было осуществлено 38 попыток отправить на Марс дистанционно управляемые аппараты и зонды, наиболее успешной из которых стал марсоход Curiosity, работающий на Красной планете с 2012 года.

Превзойти успех этого проекта можно только за счет качественно нового подхода к проектированию и изготовлению космических аппаратов. Curiosity весит 899 кг, и доставка каждой крупинки этой массы потребовала огромных денежных и энергетических затрат. Для пилотируемых полетов на Марс необходимы новые методы высокоточного и высокопрочного производства, обеспечивающие максимальную надежность и предельно низкий вес компонентов. Аддитивное производство открывает ряд новых возможностей в плане эффективности аэрокосмических разработок. 3D-печать позволяет снижать стоимость прототипирования и производства, добиваться более эффективных геометрических форм и использовать более широкий ассортимент материалов. Именно поэтому большинство проектов в международных аэрокосмических инженерных соревнованиях в той или иной степени используют 3D-печать.

Польский проект марсохода Ares 2 участвует в студенческом конкурсе University Rover Challenge. Четырехколесный аппарат, предназначенный для автономного исследования поверхности, был спроектирован студентами Варшавского политехнического университета. Разработчики использовали 3D-печать для производства нескольких компонентов ровера, включая колеса и крепление для ультразвукового датчика, и остались довольны результатами. В некоторых случаях удалось добиться значительной экономии веса против аналогов, созданных традиционными методами – так, 3D-печатный манипулятор вышел примерно в три раза легче обычного. Изготовление 3D-печатных частей осуществлялось с помощью 3D-принтеров производства Zortrax. Эта польская компания добилась широкой известности не только изготовлением 3D-печатающих устройств, но и поддержкой, оказываемой новому поколению отечественных мейкеров. В данном случае компания предоставила студентам-разработчикам доступ к 3D-принтерам Zortrax M200 и фирменным материалам Z-ULTRAT, которые и были использованы для печати компонентов Ares 2.

Zortrax участвует в польских аэрокосмических проектах не впервые: ранее компания оказывала помощь варшавской студенческой группе Balloon Student Group, занимавшейся созданием стратосферных исследовательских зондов. 3D-печатные стратостаты достигли высоты в 30 километров и приняли участие в исследовательской программе «Balloon Micro Lifeform-and-Meteorite Assembler» (BULMA), направленной на изучение микроорганизмов и метеоритных пород в стратосфере. Совсем недавно 3D-принтеры Zortrax были использованы в еще одной польской заявке на создание марсохода – проекте автоматического исследовательского аппарата Scarab (см. иллюстрацию ниже). Как и предполагалось, благодаря 3D-печатным деталям конструкция Scarab вышла более легкой, эргономичной и более технологически продвинутой в целом. Подобные проекты вселяют в Томаша Миша, вице-президента Студенческой астрономической исследовательской группы при Варшавском политехническом университете, уверенность в способности 3D-печати изменить облик будущих космических проектов: «У нас имеется возможность эффективно снижать вес компонентов за счет точных манипуляций с наполнением слоев. Это очень важный момент с точки зрения условий соревнований и транспортировки, так как на вес накладываются серьезные ограничения. Именно поэтому мы предпочли напечатать колеса для Ares 2, а само решение получило одобрительные отзывы экспертов. Кроме того, 3D-печать позволяет нам быстро и недорого производить запасные части».

Марсоход Ares 2 – лишь один из многих проектов, заявленных на участие в нынешнем конкурсе University Rover Challenge, а будут ли в скором времени польские роверы бороздить просторы Красной планеты, покажет время.

Источник