NASA kent Advance 3D Printing, Quantum Tech voor klimaatonderzoek toe

[univers]

De Perito Moreno-gletsjer in Argentinië wordt gezien vanaf het internationale ruimtestation ISS op 21 februari 2012. Een nieuw NASA Space Technology Research Institute zal zich specialiseren in het bevorderen van kwantumdetectietechnologie voor verbeterde massaveranderingsmetingen vanuit een baan om de aarde, wat wetenschappers zal helpen de beweging van ijs en water op het aardoppervlak.
Credits: NASA

Nieuwe technologie is een sleutel om NASA te helpen bij het bereiken van haar langetermijnonderzoeksdoelen, waar iedereen baat bij heeft. Om zijn inspanningen te ondersteunen, kondigde het bureau donderdag aan dat het twee nieuwe instituten zal creëren om technologie te ontwikkelen op kritieke gebieden voor engineering en klimaatonderzoek.

Twee nieuwe Space Technology Research Institutes (STRI's) zullen teams onder leiding van Amerikaanse universiteiten inzetten om multidisciplinaire onderzoeks- en technologieontwikkelingsprogramma's op te zetten die essentieel zijn voor de toekomst van NASA. Door wetenschap, techniek en andere disciplines van universiteiten, de industrie en non-profitorganisaties samen te brengen, willen de instituten de toekomstige lucht- en ruimtevaartcapaciteiten beïnvloeden door te investeren in beginnende technologie.

Een van de onderzoeksinstituten gaat zich richten op quantum sensing technologie ter ondersteuning van klimaatonderzoek. De andere zal werken aan het verbeteren van het begrip en het mogelijk maken van een snelle certificering van metalen onderdelen die zijn gemaakt met behulp van geavanceerde productietechnieken.

"We zijn verheugd om gebruik te maken van de expertise van deze multi-universitaire teams om technologie te creëren voor enkele van onze meest urgente behoeften", zegt Jim Reuter, associate administrator voor het Space Technology Mission Directorate van het bureau op het NASA-hoofdkantoor in Washington. "Hun werk zal de wetenschap van de volgende generatie mogelijk maken voor het bestuderen van onze thuisplaneet en het gebruik van 3D-geprinte metalen onderdelen voor ruimtevluchten verbreden met state-of-the-art modellering."

Elk instituut ontvangt gedurende vijf jaar tot $ 15 miljoen.


Een NASA-project genaamd Long Life Additive Manufacturing Assembly (LLAMA) is 3D-printmethoden voor het bouwen van raketmotorcomponenten. Een nieuw NASA Space Technology Research Institute zal geavanceerde computermodellen ontwikkelen om ingenieurs te helpen de kenmerken van additief vervaardigde metalen onderdelen voor gebruik in ruimtevluchten beter te begrijpen en te valideren.
Credits: NASA

Quantum Pathways Instituut

De Universiteit van Texas in Austin zal leiding geven aan het Quantum Pathways Institute, gericht op het bevorderen van kwantumdetectietechnologie voor aardwetenschappelijke toepassingen van de volgende generatie. Dergelijke technologie zou een nieuw begrip van onze planeet en de effecten van klimaatverandering mogelijk maken.

Kwantumsensoren gebruiken principes van kwantumfysica om mogelijk nauwkeurigere gegevens te verzamelen en ongekende wetenschappelijke metingen mogelijk te maken. Deze sensoren kunnen met name nuttig zijn voor satellieten in een baan rond de aarde om gegevens over massaveranderingen te verzamelen - een soort meting die wetenschappers kan vertellen hoe ijs, oceanen en landwater bewegen en veranderen. Hoewel de basisfysica en -technologie voor kwantumsensoren in concept zijn bewezen, is er werk nodig om kwantumsensoren te ontwikkelen met de precisie die nodig is voor de volgende generatie wetenschappelijke behoeften tijdens ruimtevluchtmissies.

"Quantum sensing-methoden zijn veelbelovend gebleken in computers, communicatie en nu ook voor aardwetenschappelijke remote sensing-toepassingen", zegt Dr. Srinivas Bettadpur, hoofdonderzoeker van het instituut en professor in lucht- en ruimtevaarttechniek en technische mechanica aan de Universiteit van Texas. bij Austin. "Het is onze bedoeling om deze technologie vooruit te helpen en zo snel mogelijk klaar te maken voor de ruimte."

Het instituut zal werken aan het verder ontwikkelen van de fysica die ten grondslag ligt aan kwantumsensoren, ontwerpen hoe deze sensoren kunnen worden gebouwd voor ruimtemissies en begrijpen hoe missieontwerp en systeemtechniek zich zouden moeten aanpassen om deze nieuwe technologie te accommoderen.

Partners op het instituut zijn onder meer University of Colorado Boulder; Universiteit van Californië, Santa Barbara; Californisch Instituut voor Technologie; en het National Institute of Standards and Technology.

Instituut voor modelgebaseerde kwalificatie en certificering van additieve productie (IMQCAM)

De Carnegie Mellon University in Pittsburgh zal het Institute for Model-based Qualification & Certification of Additive Manufacturing (IMQCAM) leiden, met als doel computermodellen van 3D-geprinte – ook wel additief vervaardigde – metalen onderdelen te verbeteren en hun bruikbaarheid in ruimtevaarttoepassingen uit te breiden. Het instituut zal mede worden geleid door de Johns Hopkins University in Baltimore.

Metalen onderdelen die 3D-geprint zijn, zijn gemaakt van metalen in poedervorm, die op specifieke manieren zijn gesmolten en gevormd tot bruikbare onderdelen. Dergelijke onderdelen kunnen nuttig zijn voor zaken als raketmotoren - waardoor er meer flexibiliteit is om nieuwe onderdelen te maken wanneer ontwerpen veranderen - of als onderdeel van een menselijke buitenpost op de maan, waar het brengen van geprefabriceerde onderdelen duur en beperkend zou zijn. Efficiënte certificering en gebruik van dergelijke onderdelen vereist echter zeer nauwkeurige voorspellingen van hun kenmerken.

"De interne structuur van dit type onderdeel is heel anders dan wat er op een andere manier wordt geproduceerd", zegt Tony Rollett, hoofdonderzoeker van het instituut en US Steel-professor metallurgische engineering en materiaalkunde aan de Carnegie Mellon University. "Het instituut zal zich richten op het maken van de modellen die NASA en anderen in de industrie nodig hebben om deze onderdelen dagelijks te gebruiken."

Gedetailleerde computermodellen, ook wel digitale tweelingen genoemd, stellen ingenieurs in staat de mogelijkheden en beperkingen van de onderdelen te begrijpen, zoals hoeveel spanning de onderdelen kunnen verdragen voordat ze breken. Dergelijke modellen bieden de voorspelbaarheid van onderdeeleigenschappen op basis van hun verwerking die essentieel is voor het certificeren van de onderdelen voor gebruik. Het instituut gaat digitale tweelingen ontwikkelen voor 3D-geprinte onderdelen gemaakt van ruimtevaartmaterialen die veel worden gebruikt voor 3D-printen, en nieuwe materialen evalueren en modelleren.

Somnath Ghosh, de Michael G. Callas-professor in civiele techniek en systeemtechniek aan de Whiting School of Engineering van de Johns Hopkins University, zal dienen als de co-hoofdonderzoeker en zal samen met Rollett mede leiding geven aan het instituut. Andere partners van het instituut zijn Vanderbilt University, University of Texas in San Antonio, University of Virginia, Case Western Reserve University, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute en Pratt & Whitney.

https://www.nasa.gov/press-release/nasa ... e-research