يسعى الإنسان دائمًا لاستكشاف الفضاء واستخدم مجموعة متنوعة من التقنيات لهذا الغرض، من بينها تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. على الرغم من أن عمره بضعة عقود فقط، إلا أن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء أصبح شائعًا بشكل متزايد. تُستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء الصواريخ والأقمار الصناعية وغيرها من الأجهزة.
الطباعة ثلاثية الأبعاد تستخدم في صنع الصواريخ والأقمار الصناعية
يمكن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع أجزاء ذات هياكل معقدة، مما قد يؤدي إلى ميزتين: 1) الدعم الكامل لتحسين الهيكل، و2) يمكن دمج أجزاء متعددة في الكل، وتحقيق الوزن الخفيف للأجزاء في النهاية. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الطباعة ثلاثية الأبعاد بميزة التكلفة عند استخدامها لإنتاج كميات صغيرة من الأجزاء. لذلك، في مجال الطيران، تستخدم العديد من المنظمات والشركات تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج أجزاء للصواريخ والأقمار الصناعية.
على سبيل المثال، قامت شركة إيرباص في العام الماضي بطباعة مكونات الترددات الراديوية (RF) ثلاثية الأبعاد لاثنين من أقمار Eurostar Neo والقمر الصناعي النانوي التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
تعاون فريق Griffin Mission One (GM1) التابع لشركة Astrobotic مع Agile Space Industries لطباعة محركات الدفع ثلاثية الأبعاد لمركبة الهبوط Griffin على سطح القمر.
صممت شركة Pangea الإسبانية محركًا صاروخيًا مطبوعًا ثلاثي الأبعاد، وهو أكثر كفاءة بنسبة 15 بالمائة من المحركات التقليدية.
وتقوم ناسا أيضًا بتصميم صواريخ مستقبلية من خلال برنامج RAMPT (تقنية التحليل السريع وتصنيع الدفع). بالإضافة إلى ذلك، تستخدم شركتا الصواريخ SpaceX وRelativity Space تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أجزاء لصواريخهما.
طباعة محطة الفضاء ثلاثية الأبعاد
مع التكنولوجيا الحالية للبشر، لا تزال القدرة على إرسال المواد إلى الفضاء محدودة نسبيًا، بشكل رئيسي في جانبين، أحدهما التكلفة العالية، والآخر هو الحمل المحدود. ونتيجة لذلك، بدأ الباحثون في دراسة إمكانية الطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء مختلفة في المحطة الفضائية. على سبيل المثال، عقدت شركة Incus ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) شراكة لاختبار عملية تصنيع المعادن القائمة على الطباعة الحجرية في Incus لمعرفة ما إذا كان من الممكن استخدامها لصنع أجزاء على قاعدة القمر باستخدام الخردة المعدنية أو المواد السطحية الموجودة. كما تجري محطة الفضاء الدولية حاليًا تجارب لتحديد ما إذا كان من الممكن استخدام تكنولوجيا الطباعة الحيوية في المستقبل.
قواعد القمر والمريخ
في أفلام الخيال العلمي، يعد إنشاء قواعد على كواكب أخرى أمرًا سهلاً للغاية. لكن بالنسبة للبشر في الوقت الحاضر، لا يزال من الصعب جدًا بناء قواعد على القمر والمريخ. وهو أمر صعب للغاية فقط لنقل مواد البناء إلى القمر أو المريخ. لذلك فكر الباحثون في الطباعة ثلاثية الأبعاد مرة أخرى، بالاعتماد على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، لبناء قواعد على القمر أو المريخ بالمواد الموجودة في مكانها. كان هناك عدد من هذه المشاريع حتى الآن، بدءًا بمشروع أوليمبوس التابع لشركة ICON والذي يهدف إلى اختبار وتطوير نماذج أولية لنظام بناء إضافي محتمل بالحجم الكامل في المستقبل يمكنه طباعة البنية التحتية على القمر. ولدى Redwire فكرة مماثلة، حيث أنها تمتلك أرسلت إمدادات من أبحاث طباعة الطبقات المتعرضة للتجوية (RRP) التابعة لشركة Redwire إلى محطة الفضاء الدولية لتحديد ما إذا كان من الممكن الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الطبقات المتأثرة بالتجوية القمرية والصخور السائبة والتربة لإنشاء موائل وأقمار حسب الطلب على كواكب أخرى. هناك المزيد، بما في ذلك تصميم Marsha Design التابع لـ AI SpaceFactory، وهو الفائز في تحدي الموائل المطبوعة ثلاثية الأبعاد التابع لـ NASA Centennial Challenge، وLuyten، وESA.
الملابس المطبوعة ثلاثية الأبعاد
تطبيق آخر للطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء هو صناعة الملابس اللازمة للمهام الفضائية. بدلات وخوذات الفضاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد من SpaceX والتي يمكن نسخها بسهولة باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لسطح المكتب. تحتوي كل خوذة على حاجب وصمامات وأقفال وميكروفون، وتلبي البدلات متطلبات السفر إلى الفضاء. تم استخدام طريقة FDM المستخدمة في طباعة الخوذات لإنشاء هذا الثوب لأنه يقدم مجموعة واسعة من المواد المتقدمة مثل PEKK.
