Was tun, wenn Sie im Orbit bleiben müssen?

 

Mutig gehen. ZUSAMMEN.

Zu keinem anderen Zeitpunkt in unserer Geschichte haben wir die Grenzen der Raumfahrt so weit verschoben - es ist jetzt jede Woche in den Nachrichten. Das Erkunden seltsamer neuer Welten und das mutige Gehen dorthin, wo noch kein Mann oder keine Frau zuvor gewesen ist, könnte zu einem „Ding“ werden. Sogar das Verlassen der Welt könnte bald zu einem extremen Urlaub werden.

Erst letzten Monat erkundete ein chinesischer Rover die andere Seite des Mondes. In derselben Mission keimte auch eine Baumwollpflanze erfolgreich - damit wurde zum ersten Mal biologische Materie auf dem Mond gezüchtet.

Und kürzlich hat SpaceX-Gründer Elon Musk, während er das Mantra seines Unternehmens rezitierte: „Eine sich selbst tragende Stadt auf dem Mars bauen“, Fotos seines Starship Raptor geteilt. Sein Motor ist so konstruiert, dass er sowohl die Rakete beim Abheben als auch das Raumschiff im Weltraum antreibt.

Für den Durchschnittsbürger sind solche Nachrichten alltäglich geworden. Immerhin hat China im vergangenen Jahr 39 Raketen in den Weltraum geschickt, die USA 34 und Russland 20. Aber für die Leute, die aufgefordert wurden, die Nadel - oder die Rakete - schneller und weiter zu bewegen, führten die Milliarden von Details und Tausende von Herausforderungen zu einem Einzelstart sind entmutigend.

Lass dich nicht von der Schwerkraft unterkriegen.

Ausgezeichnet! Wir haben eine Rakete. Was jetzt? Scheint, wir müssen ein paar Berechnungen durchführen. Wenn unser Ziel darin besteht, unsere Rakete in den Weltraum zu befördern, muss sie eine Geschwindigkeit erreichen, die mehr als das 20-fache der Schallgeschwindigkeit beträgt - mindestens 4.9 Kilometer pro Sekunde (7.9 Meilen pro Sekunde) - was als Umlaufgeschwindigkeit bezeichnet wird. Und irgendwo in der Physik der High School haben wir gelernt, dass je schwerer ein Objekt ist, desto mehr Anziehungskraft es ausübt. Es ist also logisch, dass unsere Rakete, wenn wir sie entlasten können, leichter vom Boden abhebt und weniger Treibstoff benötigt, um die Arbeit zu erledigen.

Fügen Sie zu unseren Gewichtsberechnungen - Kosten hinzu. Experten schätzen, dass jedes Kilogramm, das in den Weltraum transportiert wird, etwa 2.2 USD kostet. [Elon Musk wurde jedoch zitiert, er halte 20,000 US-Dollar pro Pfund oder weniger für sehr erreichbar.] Es ist also leicht zu erkennen, dass wir die Kosten unseres Projekts senken können, wenn wir das Gewicht unseres Satelliten um den kleinsten Betrag reduzieren können . Flugzeughersteller wie Airbus haben den Beweis im Pudding gesehen. Im vergangenen Jahr begann das Unternehmen mit dem 500D-Druck von Distanzplatten für Überkopf-Ablagefächer und stellte erfreut fest, dass die Platten 3% leichter als herkömmliche waren.

Welches feste Teil - derzeit aus Titan, schwerem Aluminium oder anderem Material - könnten Sie durch ein 3D-gedrucktes Stück ersetzen? Und was wäre, wenn Sie 10 oder 15 Komponenten zu einer gedruckten Baugruppe kombinieren könnten - einschließlich der Filter? 3D-Druck macht das Unmögliche möglich und Mott verfügt über zum Patent angemeldete Verfahren zum kundenspezifischen Drucken von porösen Filtern und Durchflussregelgeräten in praktisch jeder Konfiguration. Wir produzieren sogar Teile, bei denen sowohl poröse als auch feste Komponenten zusammenarbeiten. Wie können all diese Optionen das Gewicht und die Komplexität Ihres Designs reduzieren, die Projektlaufzeiten beschleunigen und die Kosten senken?

Fast Food auf dem Mars? Nicht so schnell.

Zum Mars zu gelangen ist eine Sache, aber wenn wir eine Weile bleiben wollen, müssen wir das Problem mit dem Unterhalt lösen. Angesichts dessen, was wir bisher auf dem Mars gesehen haben, kommt das Jagen und Futtersuchen wahrscheinlich nicht in Frage. Wir müssen also nur zu unseren Wurzeln zurückkehren - also als Gärtner. Gartenarbeit in der Schwerelosigkeit ist jedoch eine Herausforderung für sich. Schwerelosigkeit bedeutet, dass Wasser schwimmt - so können wir die hydroponische Gartenarbeit vorerst definitiv von unserer Liste streichen. Aber kluge Ingenieure haben mit Keramikrohren gespielt, die Wasser bis zu den Wurzeln der Pflanzen im Boden ableiten. Wo ein Wille ist, ist auch ein Weg, richtig?

Welche anderen Optionen können wir entwickeln, um in unversöhnlichen Atmosphären für Nahrung zu sorgen? Vielleicht ein Wasserrecyclingsystem, das Abfälle filtert? Ja, das ist bereits eine Realität der Raumfahrt, aber gibt es eine Möglichkeit, sie auf die nächste Ebene zu bringen? Was ist mit kryogenen Kühloptionen? Oder Gaserzeugungsanwendungen?

Unsere Entwicklungsteams bei Mott arbeiten kontinuierlich an Projekten, bei denen es keine Standardlösungen gibt. Wie könnten sie, wenn es noch niemand getan hat? Das Verschieben von Leistungsgrenzen erfordert kundenspezifisches und komplexes Engineering, um das Leben im Weltraum oder auf natürlich unbewohnbaren Planeten zu erhalten.

Wenn Sie Polaris erreichen, biegen Sie links ab.

Leider helfen Ihnen Standard-GPS-Satelliten im Weltraum nicht weiter. Diese Navigationsebene erfordert komplizierte Instrumente und komplexe astrophysikalische Berechnungen. Und um die Sache noch komplizierter zu machen, bedeutet Vakuum im Weltraum, dass es keinen Luftwiderstand, keine Straßenreibung und keine Autostoßstange vor Ihnen gibt, die Sie verlangsamen könnte. Daher ist es wichtig, dass die Stöße genau sind. Selbst die kleinste Abweichung vom Kurs erfordert viel mehr Schwung - und Zeit und Kraftstoff -, um den Kurs später zu korrigieren.

Mott verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Modellierung der komplexen Gasströme, die erforderlich sind, um Triebwerke präzise anzutreiben - auch unter Vakuumbedingungen. Wenn wir dies mit unserer zum Patent angemeldeten 3D-Drucktechnologie von fest bis porös kombinieren, sind die Möglichkeiten unbegrenzt. Wir haben Antriebskomponenten und -merkmale entwickelt, die in chemischen und elektrischen Triebwerken in Satelliten und Raumfahrzeugen verwendet werden, und sind bestrebt, weitere innovative Fortschritte in diesem Bereich zu untersuchen. Bringen Sie uns einfach Ihre Herausforderung.

Ein Schuss, um es zu landen - Besser, es gut zu machen.

Buzz Aldrin, einer der ersten Menschen, die auf dem Mond landeten, wurde mit den Worten zitiert: "Zurück zur Erde, das war der herausfordernde Teil."

SpaceX, das erste private Unternehmen, das ein Raumschiff erfolgreich gestartet, umkreist und geborgen hat, beschreibt seinen zweiten Versuch, den Abstieg seiner Rakete zu kontrollieren und sie genau auf einem Schiff im Atlantik zu landen. Sprechen Sie über den sprichwörtlichen Kopf einer Stecknadel, oder?

Das Unternehmen schreibt: „Der kontrollierte Abstieg war erfolgreich, aber ungefähr 10 Sekunden vor der Landung reagierte ein Ventil, das die Motorleistung (Schub) der Rakete kontrollierte, vorübergehend nicht mehr so ​​schnell auf Befehle, wie es hätte sein sollen. Infolgedessen drosselte es einige Sekunden später als befohlen, und - mit einer Rakete, die ungefähr 67,000 Pfund wog. und an diesem Punkt fast 200 Meilen pro Stunde zu fahren - ein paar Sekunden können eine sehr lange Zeit sein. Da das Gas im Wesentlichen hoch war und der Motor länger zündete als erwartet, verlor das Fahrzeug vorübergehend die Kontrolle und konnte sich nicht rechtzeitig zur Landung erholen und kippte schließlich um. “

Also, da hast du es. Eine einzelne Komponente funktionierte nicht richtig und kostete 62 Millionen US-Dollar - die gemeldeten Kosten für den Start des Falcon 9. Zum Glück hatten sie es beim vierten Start richtig gemacht - oder es wären Vorhänge für SpaceX gewesen, gab Musk später bekannt. Die Lektion für alle: Wenn ein Teil geschäftskritisch ist, können Sie es sich nicht leisten, dass es fehlschlägt.

Wenn Sie über die Funktionsfähigkeit der Schlüsselkomponenten einer Rakete während des Starts oder der Landung sprechen und den Durchfluss steuern, ist es wichtig, kritische Komponenten zu schützen, damit sie wie erwartet funktionieren können. Die Durchflussbegrenzer von Mott bestehen aus porösem Metall, sind also nicht nur extrem langlebig, sondern sorgen auch für eine gleichmäßige Durchflussverteilung, indem das Gas gleichmäßig durch mehrere Poren über die gesamte Oberfläche strömt.

Sonnenschutz. Verlasse die Erde nicht ohne sie.

Wir Erdlinge haben das Glück, eine Atmosphäre mit Ozonschichten zu haben, die uns vor den schädlichen Sonnenstrahlen schützen. Laut NASA sind Astronauten im Weltraum jedoch ionisierender (energiereicher) Strahlung ausgesetzt, die 150 bis 6,000 Röntgenaufnahmen des Brustkorbs entspricht.

Um die Sache noch schlimmer zu machen: Wenn subatomare Partikel gegen die Aluminiumatome klopfen, aus denen ein Rumpf eines Raumfahrzeugs besteht, können ihre Kerne explodieren und Sekundärstrahlung freisetzen. Dies ist ein Grund, warum die NASA Kunststoffe für eine Vielzahl von Anwendungen testet. Technische Kunststoffe sind voll von Wasserstoffatomen, deren kleine Kerne nicht viel Sekundärstrahlung erzeugen.

Erwägen Sie die Möglichkeiten der Integration neuer Designs und Materialien - Metall oder Polymer - mit 3D-Druck in Raumanzügen, Mannschaftskabinen und anderen Komponenten, um die Strahlenbelastung zu verringern. Dies ist ein weiterer Fall, in dem wir Sie herausfordern, dem Gewöhnlichen zu entkommen und zuvor unmögliche Träume in die Realität umzusetzen.

Bringen Sie uns Ihre Herausforderung.

So viel Raumfahrttechnologie kommt auf die Details an - und ein Großteil davon beinhaltet die Integration zuverlässiger Diffusoren, Filter und Durchflussregelgeräte in größere Systeme. Mit den heutigen Fortschritten im 3D-Druck sind die Ingenieure nicht mehr an die Einschränkungen der Werkzeuge gebunden, die bei herkömmlichen Herstellungsprozessen erforderlich sind. Sie können frei träumen. Unsere Technologie ermöglicht die Herstellung einer unendlichen Anzahl geometrischer Formen und Strukturtypen - und ermöglicht es Ihnen sogar, Dutzende diskreter Teile, einschließlich Filter und Komponenten zur Durchflussregelung, in einem 3D-gedruckten Design zu kombinieren.

Im Laufe der Jahrzehnte haben wir vielen Luft- und Raumfahrtingenieuren geholfen, ihre Konzepte in die Realität umzusetzen. Unser bewährtes Algorithmusmodell für die härtesten Bedingungen, die größten Temperaturschwankungen und die schwierigsten Vakuumdrücke. Wir arbeiten mit einer Vielzahl von Materialien. Bringen Sie uns also das Material Ihrer Wahl und wir entwickeln eine Lösung. Wir haben auch erfahren, dass unsere produktivsten und erfolgreichsten Beziehungen entstehen, wenn Kunden sich früh in der Entwurfsphase an uns wenden. Wenn es eine Herausforderung ist, helfen Ihnen unsere Ingenieure gerne weiter.

Haben Sie eine Herausforderung, die Sie nur schwer bewältigen können? Sie müssen kein Luft- und Raumfahrtingenieur sein, damit wir Ihnen helfen können. Kontaktieren Sie uns noch heute, um eine Beratung von einem unserer Ingenieure zu erhalten.

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Von:  Sean Kane

Titel: Direktor für Strategie und Produktmanagement