Vệ tinh giá rẻ nhờ công nghệ in 3D

Sản phẩm cuối cùng đã vượt qua thử nghiệm của các nhà khoa học một cách mỹ mãn. Nhóm của Piattoni hiện đang làm việc với QB50- sẽ đưa 50 vệ tinh CubeSate vào trong quỹ đạo trên Shtil-2.1 của Nga. Lịch phóng đã được ấn định vào năm 2014

Trong nỗ lực tìm kiếm giải pháp giá thành thấp để thực hiện các thí nghiệm trong không gian, một nhóm các nhà khoa học đã thiết kế ra một chiếc vệ tinh CubeSat được sản xuất bằng máy in 3D.

Sử dụng các máy in 3D, các nhà nghiên cứu có thể tự động hóa quá trình sản xuất CubeSat. “Chúng tôi không cần tới bất kỳ một kỹ thuật viên nào”, Piattoni cho biết, ông bổ sung thêm rằng, điều này sẽ giúp quy trình sản xuất trở nên nhanh hơn. Các cảm biến và vi xử lý máy tính của CubeSat, tất nhiên là sẽ không được in tại phòng thí nghiệm, mà nhóm nghiên cứu phải bổ sung thêm một miếng tản nhiệt bằng kim loại để giải nhiệt cho các linh kiện điện tử. Và khi các nhà nghiên cứu thử nghiệm mô hình trong các điều kiện gần với trong không gian, “nó đã hoạt động rất tốt”, Piattoni cho biết. Piattoni đã chọn nhựa ABS, tức là cùng loại nhựa được dùng trong trò chơi Lego, để sản xuất vệ tinh CubeSat của ông vì khả năng chịu đựng của nó trước nhiệt độ, độ rung, bức xạ và nhiều vấn đề khác.

CubeSat là những vệ tinh nhỏ được tiêu chuẩn hóa, với kích thước chỉ là 10cm ở mỗi cạnh và trọng lượng dưới 1,3kg. Vì nhỏ như vậy nên nó chỉ có thể chứa một vài cảm biến, và sẽ bị cháy trong bầu khí quyển của Trái đất chỉ sau một vài tháng.

Tuy nhiên, những bức xạ này, ngay cả ở mức cao cũng sẽ không gây ra vấn đề gì cho CubeSat, do thời gian tồn tại ngắn ngủi của chúng. Với một vệ tinh được chế tạo thành công, nhóm nghiên cứu có thể sử dụng một máy in 3D để tạo ra một bản sao khác. Họ có thể thử nghiệm những thiết kế mới hoặc tạo ra vật chống đỡ cho những cảm biến hoặc các mô-đun khác, chỉ đơn giản bằng vài cú nhấn chuột trên máy tính.

Chi phí của những bộ kit như vậy dưới 10.000 Đô la Mỹ, được coi là rẻ trong ngành công nghiệp không gian. Tuy nhiên, Jacopo Piattony và các cộng sự của ông có thể đưa giá thành của những vệ tinh này xuống thấp hơn nữa, trong khi cho phép tùy chỉnh các thiết bị dễ dàng hơn. Trong lĩnh vực in 3D, một vòi phun được điều chỉnh bằng máy tính sẽ “in” ra những vật thể 3 chiều bằng nhựa. Thông thường, các kỹ sư sử dụng phương pháp này để thiết kế nguyên mẫu cho một sản phẩm, sản phẩm này sau đó sẽ được sản xuất bằng kim loại hoặc vật liệu khác. Nhưng Piattoni hy vọng rằng, vệ tinh CubeSat bằng nhựa của ông có thể vượt qua được các vụ phóng vệ tinh và tồn tại trong quỹ đạo thấp của Trái đất.

Một vệ tinh sẽ hấp thụ rất nhiều bức xạ Mặt trời trong thời gian làm nhiệm vụ trong không gian, và nhiệt độ của nó sẽ dao động từ -20oC đến 80oC ở từng quỹ đạo. “Đây là một môi trường không thân thiện cho các loại nhựa”. Trên thực tế, ABS đã từng bị thu hồi do những dây đai an toàn làm từ vật liệu này đã bị suy yếu do bức xạ UV.