NASA lança foguete criado inteiramente de peças impressas em 3D

Rob Spiegel | 15 de maio de 2023

A NASA continua seu desenvolvimento de peças espaciais impressas em 3D com um foguete construído com uma nova liga de cobre. O recém-lançado Terran 1 foi criado inteiramente a partir de peças impressas em 3D. O foguete tem 100 pés de altura e 7,5 pés de largura. A NASA tem trabalhado com a tecnologia de impressão 3D para manter os custos baixos e reduzir o peso do veículo. O Terran 1 inclui nove motores fabricados com aditivos feitos de uma liga de cobre que pode suportar temperaturas próximas a 6.000 graus Fahrenheit.

Uma câmara de combustão fabricada com aditivo é mostrada no meio do processo.

O foguete foi criado no Glenn Research Center da NASA, em Cleveland, em uma iniciativa que na verdade é chamada de Game Changing Development (GCD). O programa foi lançado para desenvolver tecnologias espaciais para futuras missões espaciais e fornecer soluções para necessidades nacionais significativas. O GCD colabora com equipes de pesquisa e desenvolvimento em ideias promissoras por meio de modelagem analítica, testes e demonstração de voos espaciais de cargas úteis e experimentos.

Para melhorar o desempenho em altas temperaturas, a GCD desenvolveu um material de ligas à base de cobre conhecido como Glenn Research Copper, ou GRCop. O material foi projetado para câmaras de combustão em motores de foguete de alto desempenho. A liga é uma combinação de cobre, cromo e nióbio. O GRCop foi desenvolvido para alta resistência, alta condutividade térmica e alta resistência à fluência, o que permite mais tensão e deformação em aplicações de alta temperatura. O GRCop também oferece boa fadiga de baixo ciclo, o que evita falhas de material em condições acima de 900 graus Fahrenheit. Isso é 40% maior do que as ligas de cobre tradicionais.

Os engenheiros de materiais da NASA, Dave Ellis e Chris Protz, inspecionam a primeira câmara de combustão GRCop fabricada com aditivo.

David Ellis desenvolveu a família de ligas GRCop como um estudante de pós-graduação apoiado pela NASA durante a era do ônibus espacial. Ele continuou trabalhando nas ligas e suas aplicações ao longo de sua carreira, focando na durabilidade do material. “Na época, os revestimentos da câmara de combustão do motor principal do ônibus espacial eram normalmente substituídos após uma a cinco missões”, explicou Ellis em um comunicado. “Nossa pesquisa foi capaz de mostrar que o GRCop-84 atingiria facilmente a meta de 100 missões entre serviço de manutenção e 500 missões de vida útil do motor”.

A equipe de Ellis trabalhou com vários projetos e programas – incluindo Análise Rápida e Tecnologia de Propulsão de Manufatura (RAMPT) da NASA – usando diferentes versões de ligas GRCop. A iteração mais recente, chamada GRCop-42, usa métodos de fabricação aditiva para criar câmaras de combustão de peça única e multimateriais e conjuntos de câmara de empuxo para motores de foguete. O resultado foram componentes da câmara de empuxo com melhor desempenho, peso reduzido e custos mais baixos.

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