تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد الثورية تنقل السفر إلى الفضاء إلى مستوى جديد!

تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد الثورية تنقل السفر إلى الفضاء إلى مستوى جديد!

في 11 مارس 2025 الساعة 10:15 صباحًا بتوقيت وسط أوروبا، تم إطلاق صاروخ السبر بنجاح من مركز إسرانج الفضائي في السويد. وكان هذا الإطلاق جزءًا من البرنامج الأوروبي REXUS (تجارب الصواريخ لطلاب الجامعات)، والذي يدعمه مركز الفضاء الألماني (DLR) ووكالة الفضاء السويدية SNSA. في هذا المشروع، اختبرت جامعة برلين التقنية (TU Berlin) خزانات وقود جديدة مطبوعة ثلاثية الأبعاد للتطبيقات الفضائية المستقبلية.

فريق "BEARS e.V." (فريق برلين لأبحاث الملاحة الفضائية التجريبية) نجح في التقدم بطلب إلى REXUS بتجربته واستعد للاختبارات وتركيب التجربة قبل أسبوع من البداية في كيرونا. كان خمسة طلاب في الموقع، بينما سافر ثلاثة آخرون للبدء الفعلي. كان هناك ما مجموعه ثمانية فرق قامت بإجراء مجموعة متنوعة من التجارب باستخدام صاروخين سبر خلال المهمة.

الأساليب التجريبية في انعدام الوزن

كان تركيز جامعة برلين التقنية على سلوك الوقود في حالة انعدام الوزن، وخاصة خزانات الوقود المطبوعة ثلاثية الأبعاد. وتمكن الباحثون من إجراء اختباراتهم خلال دقيقتين من انعدام الوزن. تم اختبار ستة تصميمات مختلفة لما يسمى بـ "أجهزة إدارة الوقود الدفعي" (PMDs) في ظل ظروف انعدام الوزن. ولا يمكن إنتاج هذه التصميمات الجديدة إلا باستخدام عمليات التصنيع المضافة، أي الطباعة ثلاثية الأبعاد.

التجربة، المسماة "WOBBLE2" (ملاحظة انعدام الوزن لسلوك السوائل باستخدام تجربة توجيه السائل في برلين)، لاحظت الخزانات المملوءة بمياه الفلورسنت. قدمت ست كاميرات بيانات قيمة عن سلوك الوقود، الذي يختلف في حالة انعدام الوزن عن السلوك المعتاد في الظروف العادية ويشكل تحديات كبيرة للتحكم في موقف المركبة الفضائية.

دور الطباعة ثلاثية الأبعاد في السفر إلى الفضاء

أصبح استخدام تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد في السفر إلى الفضاء أمراً رائجاً. وتتزايد أهمية هذه التكنولوجيا لإنتاج النماذج الأولية والمكونات، ليس فقط لمركبات الإطلاق ومركبات النقل، ولكن أيضًا للأقمار الصناعية والمحطات الفضائية. تستخدم الأبحاث الحالية الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد، بشكل أساسي من مواد مثل الألومنيوم والتيتانيوم، لتطوير حلول أخف وزنًا وأكثر فعالية من حيث التكلفة.

ترى ناسا إمكانات كبيرة في التصنيع الإضافي وتتابع مشاريع تشمل أيضًا تطبيقات على المريخ وفي أنشطة التعدين في الكويكبات. لا ينصب التركيز فقط على التطبيق في الموقع، ولكن أيضًا على إمكانية إنشاء مكونات معقدة مباشرة في الموقع باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد. يمكن للتطورات المستقبلية أن تفيد بشكل كبير صناعة الفضاء بأكملها.

تلقى مشروع TU Berlin دعمًا من جمعية أصدقاء TU Berlin بالإضافة إلى شركات أخرى مثل APWORKS GmbH، التي دعمت الطباعة المعدنية، وSensirion AG، التي ساعدت في شراء أجهزة الاستشعار وتكاليف السفر. يوضح هذا المثال النهج متعدد التخصصات والتعاون في دفع الابتكار في مجال الفضاء.