NASA aprimora a reciclagem de urina da estação espacial com impressão 3D

Enquanto a manufatura aditiva (AM) avança na Terra, também avançam as possibilidades no espaço. Ainda não vimos as impressoras 3D a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) salvar o dia em um momento da Apollo 13. No entanto, a inevitável impressão 3D de peças sobressalentes essenciais não parece estar muito longe no futuro. Os engenheiros da NASA já estão usando o AM para criar componentes de reposição para a ISS, mais recentemente para o Conjunto do Processador de Urina da Estação Espacial .

Nesse caso, o sistema não foi reparado com impressoras 3D a bordo da ISS, mas a viabilidade de tal cenário foi posta à prova quando os engenheiros dos Sistemas de Controle Ambiental e Suporte à Vida (ECLSS) redesenharam o Conjunto do Processador de Urina, transportado para o ISS em março e instalado em setembro.

O conjunto de destilação é o coração do Conjunto do Processador de Urina.

disse Arthur Brown, vice-gerente de integração e desenvolvimento do ECLSS no Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama.

É o núcleo da máquina que converte a urina humana em água potável.

O comandante Chris Cassidy da Expedição 63 da Estação Espacial Internacional instala o novo conjunto de destilação do Conjunto de Processamento de Urina no Nodo 3.
Imagem cortesia da NASA.

O conjunto do processador de urina vê a urina fervida no conjunto de destilação e enviada a um processador de água que a filtra e purifica quimicamente em água utilizável, limitando assim a necessidade e, portanto, os custos que acompanham o transporte de água para a ISS da Terra. A tecnologia foi desenvolvida pela primeira vez para a NASA na década de 1990 e tem sido atualizada desde então, agora permitindo que a tripulação reciclar 90% da água de que precisam na estação.

Um problema que continuou a impactar o sistema foi o das correias gastas, necessárias para que os acionamentos de correia traduzam o movimento entre os elementos de hardware e conectem as peças rotativas às engrenagens e rodas. As correias são onipresentes no mundo das máquinas e, no caso do conjunto de destilação de urina, a exposição ao vapor faz com que se desgastem com mais rapidez.

Para fazer o protótipo de um novo projeto de transmissão por correia, a equipe ECLSS trabalhou com engenheiros no laboratório de Materiais e Processos da Marshall, para imprimir em 3D as opções possíveis para estender a vida útil das correias do sistema. As equipes imprimiram protótipos de polia dentada de plástico em 3D com qualidade próxima ao vôo em menos de duas semanas antes de explorar outras atualizações, incluindo redesenho de peças internas destinadas a reduzir o impacto do vapor e do fluido no sistema de destilação de urina.

A polia de plástico recém-redesenhada e impressa em 3D passa por testes pela equipe de engenharia de Sistemas de Suporte de Vida e Controle Ambiental no Centro Espacial Marshall da NASA em Huntsville, Alabama. Imagem cortesia da NASA.

Considerando que o conjunto de destilação anterior pode ter experimentado falhas de peças após 1.400 horas de uso, os projetos mais recentes viram a expectativa de vida útil aumentar para mais de 4.300 horas. Como a máquina só é usada por várias horas diárias, isso significa que o sistema pode se estender por vários anos.

As peças de prototipagem para a Montagem do Processador de Urina obviamente serviram para resolver um problema muito imediato usando a impressão 3D na Terra, mas o projeto serviu como um teste para o que pode acontecer quando a NASA embarcar em seu programa Artemis para enviar astronautas à Lua em 2024.

À medida que viajamos mais longe da Terra em missões Artemis à Lua e construímos em direção a missões tripuladas mais longas a Marte, é inevitável que precisaremos de hardware mais confiável e uma necessidade reduzida de sobressalentes

disse Brown.

Mesmo da estação espacial, é um longo caminho até a loja de ferragens ou oficina mecânica mais próxima.

O plano final é ter peças sobressalentes para sistemas como o conjunto do processador de urina substituíveis no próprio espaço, de acordo com Brown:

Nosso primeiro objetivo é sempre aumentar a confiabilidade. Se o hardware não quebrar, é um problema resolvido. Mas também estamos trabalhando para permitir a manutenção em órbita, substituindo peças de componentes – de sensores a bombas de vácuo – em vez de retirar mecanismos inteiros e voar para cima novos. Em sistemas futuros, tudo interno é projetado para ser substituído individualmente pela tripulação.

A manutenção no espaço é apenas uma das muitas operações que precisarão ser realizadas para missões espaciais de longo prazo. Outros incluem construção de basesreciclagem de materiais e fabricação de estruturas complexas, como satélites.

Fonte: 3DPrint.com

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