NASA lança Instituto de Pesquisa de Tecnologia Espacial para Fabricação Aditiva de Metal

Dec 31, 2023

17 de abril de 2023

Compartilhe em sua rede:

A NASA anunciou que criará dois novos institutos para desenvolver tecnologia em áreas críticas de engenharia e pesquisa climática. Os novos Institutos de Pesquisa de Tecnologia Espacial (STRIs) alavancarão equipes lideradas por universidades dos EUA para criar programas multidisciplinares de pesquisa e desenvolvimento de tecnologia essenciais para o futuro da NASA. Ao reunir ciência, engenharia e outras disciplinas de universidades, indústria e organizações sem fins lucrativos, os institutos visam impactar as futuras capacidades aeroespaciais por meio de investimentos em tecnologia em estágio inicial.

Um dos institutos de pesquisa (o Quantum Pathways Institute) se concentrará na tecnologia de sensoriamento quântico em apoio à pesquisa climática. O outro (o Institute for Model-Based Qualification & Certification of Additive Manufacturing, ou IMQCAM) trabalhará para melhorar a compreensão e ajudar a habilitar a certificação rápida de peças metálicas criadas usando técnicas de manufatura aditiva.

"Estamos entusiasmados em aproveitar a experiência dessas equipes multiuniversitárias para criar tecnologia para algumas de nossas necessidades mais prementes", afirmou Jim Reuter, administrador associado da Diretoria de Missões de Tecnologia Espacial da agência na sede da NASA em Washington. “O trabalho deles permitirá que a ciência da próxima geração estude nosso planeta natal e amplie o uso de peças de metal impressas em 3D para voos espaciais com modelagem de última geração”.

Cada instituto receberá até US$ 15 milhões em cinco anos.

A Carnegie Mellon University em Pittsburgh, Pensilvânia, liderará o Institute for Model-based Qualification & Certification of Additive Manufacturing (IMQCAM) com o objetivo de melhorar os modelos de computador de peças metálicas fabricadas com aditivos e expandir sua utilidade em aplicações de voos espaciais. O instituto será co-liderado pela Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland.

A Manufatura Aditiva de Metal pode ser usada para aplicações como motores de foguetes – dando mais flexibilidade para criar novas peças quando os projetos mudam. A tecnologia também poderia ser usada em um posto avançado humano na Lua, onde trazer peças pré-fabricadas seria caro e limitado. No entanto, a certificação eficiente e o uso de tais peças requerem previsões de alta precisão de suas características.

"A estrutura interna desse tipo de peça é muito diferente daquela produzida por qualquer outro método", acrescentou Tony Rollett, pesquisador principal do instituto e professor de engenharia metalúrgica e ciência de materiais da US Steel na Carnegie Mellon University. "O instituto se concentrará na criação de modelos que a NASA e outras empresas da indústria precisariam para usar essas peças diariamente."

Modelos de computador detalhados, conhecidos como gêmeos digitais, permitirão que os engenheiros entendam as capacidades e limitações das peças – como quanto estresse as peças podem suportar antes de quebrar. Esses modelos fornecerão a previsibilidade das propriedades das peças com base em seu processamento, que é fundamental para certificar as peças para uso. O instituto desenvolverá gêmeos digitais para peças AM feitas de materiais de voos espaciais comumente usados ​​para Manufatura Aditiva, além de avaliar e modelar novos materiais.

Somnath Ghosh, professor de Michael G Callas em engenharia civil e de sistemas na Whiting School of Engineering da Johns Hopkins University, atuará como co-investigador principal e co-dirigirá o instituto, juntamente com Rollett. Parceiros adicionais no instituto incluem Vanderbilt University, University of Texas em San Antonio, University of Virginia, Case Western Reserve University, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute e Pratt & Whitney.

A Universidade do Texas em Austin liderará o Quantum Pathways Institute, focado no avanço da tecnologia de detecção quântica para aplicações de ciências da Terra de próxima geração. Essa tecnologia permitiria uma nova compreensão do nosso planeta e dos efeitos das mudanças climáticas.

Os sensores quânticos usam princípios da física quântica para potencialmente coletar dados mais precisos e permitir medições científicas sem precedentes. Esses sensores podem ser particularmente úteis para satélites em órbita ao redor da Terra para coletar dados de mudança de massa – um tipo de medição que pode informar aos cientistas sobre como o gelo, os oceanos e a água terrestre estão se movendo e mudando. Embora a física e a tecnologia básicas para sensores quânticos tenham sido comprovadas em conceito, é necessário trabalhar para desenvolver sensores quânticos com as precisões necessárias para as necessidades científicas da próxima geração durante as missões espaciais.