211service.com
Zapobieganie kolejnej katastrofie promu kosmicznego
Inżynierowie NASA opracowali nowy bezprzewodowy skaner 3D do wykrywania i pomiaru uszkodzeń płytek termoizolacyjnych promu kosmicznego – rodzaju uszkodzeń, które doprowadziły do 2003 r. Kolumbia katastrofa. Zarówno przed startem promu, jak i po jego powrocie, podręczne urządzenie może szybko zeskanować powierzchnię kafelka, odwzorować go w 3D, a jeśli pojawi się pęknięcie lub wgniecenie, obliczyć jego wymiary. Dane są przesyłane bezprzewodowo do laptopa znajdującego się na miejscu, gdzie inżynierowie mogą dokładniej i wydajniej ocenić uszkodzenia niż było to możliwe wcześniej i określić, czy uszkodzone płytki wymagają wymiany lub naprawy.
Inspekcja płytek: Inżynierowie NASA używają bezprzewodowego skanera 3D do sprawdzania płytek na promie kosmicznym pod kątem niedoskonałości. Skaner waży około 2,5 funta i mierzy sześć na pięć na siedem cali. Tworzy trójwymiarową mapę powierzchni obszaru o powierzchni 9 cali kwadratowych, którą bezprzewodowo przesyła do laptopa znajdującego się na miejscu. Skaner oblicza wymiary każdego znalezionego pęknięcia lub wgniecenia, dzięki czemu inżynierowie mogą wiarygodnie ocenić uszkodzenia i określić sposób ich naprawy.
Skaner został użyty po raz pierwszy do inspekcji promu kosmicznego Dążyć poprzedzający jego start 8 sierpnia 2007 r. z NASA Kennedy Space Center. Najdłuższym, największym i najbardziej żmudnym zadaniem inżynierów jest kontrola systemu ochrony termicznej przed, w trakcie i po misji, mówi Joe Lavelle, starszy inżynier w firmie Centrum Badawcze NASA Ames i kierownikiem projektu. Ale dla bezpieczeństwa osób na pokładzie, mówi, jest to również jedno z najważniejszych.
Obecnie inżynier, który znajdzie na płytce wadę, taką jak pęknięcie lub wgniecenie, musi zmierzyć ją linijką, aby oszacować rozmiar uszkodzenia. W dającej się przewidzieć przyszłości inżynierowie będą nadal przeprowadzać kontrole wizualne – które pozostają szybsze niż przeciąganie skanera po całej powierzchni wahadłowca – ale skaner zapewni im niezwykle precyzyjne pomiary wszelkich niedoskonałości, dzięki czemu będą mogli lepiej zdecydować, czy kafelek wymaga do wymiany lub tylko naprawy.
Skaner waży około dwa i pół funta i jest wielkości latarki o dużej wytrzymałości, dzięki czemu jest wystarczająco mały i lekki, aby inżynier mógł nosić go ze sobą podczas inspekcji. Jest również bezprzewodowy, a zatem nie ma obciążających kabli. Kiedy inżynier zauważa uszkodzoną płytkę, umieszcza na niej skaner i po naciśnięciu przycisku tworzy skan 3D obszaru o powierzchni 9 cali kwadratowych, a także oblicza wymiary – długość, szerokość, powierzchnię i objętość – wady.
Powstała trójwymiarowa mapa powierzchni jest bezprzewodowo przesyłana do laptopa znajdującego się na miejscu, dzięki czemu inżynierowie mogą natychmiast przeglądać dane. Szybkość skanera oszczędza czas, a jego dokładność sprawia, że pomiary są bardziej wiarygodne, mówi Lavelle. Wymiana i naprawa płytek to kluczowa funkcja w utrzymaniu statku kosmicznego, ponieważ musisz mieć integralny system ochrony termicznej. W przeciwnym razie będziesz miał poważne problemy, takie jak wypadki, które mieliśmy, mówi.
System ochrony termicznej promu kosmicznego to połączenie wzmocnionego węgla-węgla (RCC) na krawędzi natarcia skrzydła, koców termicznych na kadłubie i płyt termoochronnych pokrywających spód pojazdu i osłonę nosa. System ten chroni statek kosmiczny i jego pasażerów przed ekstremalnym ciepłem powrotu do ziemskiej atmosfery. Bez RCC, koców i płytek przykrywających prom – prom kosmiczny Endeavour ma ponad 24 000 płytek – integralność strukturalna aluminiowej ramy wahadłowca byłaby zagrożona. W 2003 roku świat był świadkiem niszczycielskiej katastrofy po RCC na portowym (lewym) skrzydle promu kosmicznego Kolumbia został uszkodzony podczas startu. Uszkodzenia pozostały niewykryte, a wahadłowiec, pozostawiony z uszkodzoną odporną na ciepło osłoną, stracił integralność strukturalną i rozpadł się podczas ponownego wejścia.
Inżynierowie NASA użyli sześciu skanerów 3D do swoich przedpremierowych inspekcji Dążyć i planuję użyć ich ponownie, gdy lotka powróci. Wykorzystają je również do obsługi naziemnej innych statków kosmicznych. Następnym krokiem dla nowego skanera, mówi Lavelle, jest przeprojektowanie go tak, aby jego komponenty mogły wytrzymać operacje w kosmosie, a astronauci mogli go używać do inspekcji promu kosmicznego podczas misji. Lavelle mówi też, że istnieje wiele firm, których nie chce zidentyfikować, zainteresowanych skanerem 3D.
Oprócz kontroli wahadłowca kosmicznego, skaner jest używany do oceny materiałów do ochrony termicznej dla nowego pojazdu do eksploracji załogi, nad którym pracuje NASA. Inżynierowie używają skanera 3D do pomiaru materiałów zarówno przed, jak i po ich przetestowaniu w ekstremalnych warunkach; różnica między tymi dwoma pomiarami wskazuje, jak dobrze wykonał się materiał. Łaziki planetarne mogłyby również używać skanera do mapowania przestrzeni wokół nich w 3D, pomagając im unikać kolizji i lepiej manewrować w nieznanych środowiskach.