Dopravit cokoliv do vesmíru je velmi drahé. Logicky proto platí, že čím méně toho vezete, tím lépe. Jenže při pobytu na Měsíci nebo letu na Mars potřebují kosmonauté řadu předmětů a vybavení, které je těžké a rozměrné. Proto současní inženýři plánují, že meziplanetární expedice si co nejvíce věcí vyrobí přímo během letu v 3D tiskárnách. Ty poslouží také k tisknutí komponent pro raketové motory, tepelné štíty nebo základny.
3D tisk raketových motorů
V Marshallově středisku kosmických letů v Alabamě je v současnosti testován prototyp raketového motoru, u něhož bylo 75 % dílů vyrobeno 3D tiskem. Motor má za sebou sedm testů, kdy hořel až 10 sekund. Součásti motoru musí vydržet velmi náročné podmínky: Palivo má při hoření teplotu 3 300 °C a turbočerpadlo dodává do motoru vodík ochlazený na –240 °C. Motor z 3D tiskárny, zvládne-li testy, by později mohl být využit pro přistávání modulů na Marsu nebo pro poslední stupně nosných raket.
Už to funguje
V lednu 2014 odstartovala raketa Falcon 9 soukromé společnosti SpaceX. Ventil na jednom z devíti motorů Merlin 1D byl vyroben na 3D tiskárně. Také on musel odolat tlaku, vibracím a nízkým teplotám kapalného kyslíku. Zatímco výroba klasického odlitku trvá měsíce, 3D tiskárna to zvládla za dva dny. Ventil má i lepší vlastnosti. SpaceX nyní vyvíjí pilotovanou kosmickou loď Dragon V2, která bude přistávat bez pomoci padáků jen s využitím brzdících motorů SuperDraco. A právě motory budou vytisknuty v 3D tiskárně.
Speciální keramika
Kosmická loď letí po oběžné dráze rychlostí 8 km/s. Při návratu na Zemi přijde o značnou část rychlosti při průletu atmosférou. Třením o vrstvy atmosféry ale vzniká teplo. Kosmické lodě tak musí být vybaveny tepelnými štíty. V případě raketoplánu byl složen z mnoha keramických destiček. Inženýři nyní přišli na způsob, jak keramické díly tisknout. Na začátku se pracuje se speciální pryskyřicí, která se žárem přemění v keramický materiál.
Výhodou je možnost tisknout tvary libovolné velikosti. Běžná keramika se špatně opracovává a má tendenci praskat. 3D tisk tyto problémy vyřeší. Keramiku lze navíc využít také v průmyslu nebo v budoucnu při stavbě letadel mnohem rychlejších než zvuk – také u nich totiž dochází k tření o atmosféru a vzniku tepla na některých částech.
Vytiskneme si základnu?
Evropská kosmická agentura ve spolupráci s firmou Foster + Partners před časem zkoušela tisknout bloky, ze kterých by se dala postavit základna na Měsíci, a to s využitím tamního prachu a hornin (tzv. regolitu). Zkušební tiskárna zvládla vytisknout objekty 2 metry vysoké za hodinu, ale dokonalejší verze by měla zvládnout až 3,5 metru za hodinu. Menší základna by tak byla postavena za týden.
Více o 3D tisku ve vesmíru:
