La NASA lanza un cohete creado completamente con piezas impresas en 3D

Rob Spiegel | 15 de mayo de 2023

La NASA continúa su desarrollo de piezas espaciales impresas en 3D con un cohete construido con una nueva aleación de cobre. El Terran 1 lanzado recientemente se creó completamente a partir de piezas impresas en 3D. El cohete mide 100 pies de alto y 7.5 pies de ancho. La NASA ha estado trabajando con tecnología de impresión 3D para mantener bajos los costos y reducir el peso del vehículo. Terran 1 incluye nueve motores fabricados aditivamente hechos de una aleación de cobre que pueden soportar temperaturas cercanas a los 6000 grados Fahrenheit.

Se muestra una cámara de combustión fabricada con aditivos a mitad del proceso.

El cohete fue diseñado en el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland en una iniciativa que en realidad se llama Game Changing Development (GCD). El programa se lanzó para desarrollar tecnologías espaciales para futuras misiones espaciales y brindar soluciones a importantes necesidades nacionales. GCD colabora con equipos de investigación y desarrollo en ideas prometedoras a través de modelos analíticos, pruebas y demostraciones de vuelos espaciales de cargas útiles y experimentos.

Para mejorar el rendimiento a altas temperaturas, GCD desarrolló un material de aleaciones a base de cobre conocido como Glenn Research Copper o GRCop. El material fue diseñado para cámaras de combustión en motores de cohetes de alto rendimiento. La aleación es una combinación de cobre, cromo y niobio. GRCop fue desarrollado para alta resistencia, alta conductividad térmica y alta resistencia a la fluencia, lo que permite más estrés y tensión en aplicaciones de alta temperatura. GRCop también ofrece una buena fatiga de ciclo bajo, lo que evita fallas de materiales en condiciones superiores a 900 grados Fahrenheit. Eso es un 40% más alto que las aleaciones de cobre tradicionales.

Los ingenieros de materiales de la NASA, Dave Ellis y Chris Protz, inspeccionan la primera cámara de combustión GRCop fabricada con aditivos.

David Ellis desarrolló la familia de aleaciones GRCop como estudiante graduado apoyado por la NASA durante la era del transbordador espacial. Continuó trabajando en las aleaciones y sus aplicaciones a lo largo de su carrera, centrándose en la durabilidad del material. "En ese momento, los revestimientos de la cámara de combustión del motor principal del transbordador espacial generalmente se reemplazaban después de una a cinco misiones", explicó Ellis en un comunicado. "Nuestra investigación pudo demostrar que GRCop-84 cumpliría fácilmente el objetivo de 100 misiones entre el servicio de mantenimiento y 500 misiones de vida útil del motor".

El equipo de Ellis trabajó con múltiples proyectos y programas, incluida la tecnología de propulsión de fabricación y análisis rápido (RAMPT) de la NASA, utilizando diferentes versiones de aleaciones GRCop. La iteración más reciente, denominada GRCop-42, utiliza métodos de fabricación aditiva para crear cámaras de combustión de una sola pieza y de múltiples materiales y conjuntos de cámaras de empuje para motores de cohetes. El resultado fueron componentes de cámara de empuje con rendimiento mejorado, peso reducido y costos más bajos.

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