Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[pkl]

Leonar пишет:

frigate пишет:
3D Печать

на 4ой странице картинка, там из бетона "печатают" дом?
как думаете на Луне из реголита лазером получилось бы спекать/печатать?

Видимо, да. Но лучше из металла. А информация - боян.

[Alexandr_A]

Китайцы синтезировали нанотрубки из карбида гафния. Причем качественные.
Надеюсь они нам отсыпят немного для ЯЭДУ.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jace.12678/full

[Александр Ч.]

[zy9]

Сделано для Центра подготовки космонавтов:
http://www.copah.info/articles/science/stereozrenie-bez-utomleniya

[Александр Ч.]

Ну что? Рубеж в 100Тесла взят!

[PIN]

zy9 пишет:
Сделано для Центра подготовки космонавтов:
 http://www.copah.info/articles/science/stereozrenie-bez-utomleniya

Обалдеть, знакомые все лица. СофтЛаб-НСК не только жив, но и продолжает работать с ЦПК. 15-20 лет назад с ними работал плотно.

[Александр Ч.]

Первый отпечатанный на 3D-принтере автомобиль успешно завелся и поехал

Компании Local Motors совместно с Cincinnati Incorporated, Oak Ridge National Laboratory и AMT (The Association For Manufacturing Technology) провели успешные испытания первого в мире автомобиля, отпечатанного на 3D-принтере.

Машина под названием Strati создавалась в три этапа в течение шести дней, на первой стадии корпус печатался при помощи принтера Cincinnati Incorporated BAAM (Big Area Additive Manufacturing Machine) в течение 44 часов с использованием технологии добавочного производства (additive manufacturing). Вторая фаза задействовала технологию субтрактивного производства (subtractive manufacturing). Наконец, в ходе третьей фазы команда собрала вместе готовые детали и навела финальные штрихи.

Несмотря на сомнения скептиков, двигатель автомобиля завелся после первого поворота ключа, а Strati медленно, но уверенно поехал, навсегда войдя в историю.

Очень интересным является тот факт, что Strati состоит менее, чем из 50 деталей, тогда как в обычном автомобиле количество деталей может превышать 20 тыс. единиц. То, чего добились создатели Strati - это лишь первый шаг, со временем это может полностью поменять правила игры.

Источник: AMT

[pkl]

Но вид у авто конечно... как будто долотом из дерева вырезан. Машина для Буратино.

[ЭЛ77]

pkl пишет:
Но вид у авто конечно... как будто долотом из дерева вырезан. Машина для Буратино.

Первый блин так сказать... А вот медные детальки 3д печать может делать,кто знает))?

[Lanista]

А в сложных микросхемах разве не 3д структура?

[Александр Ч.]

Lanista пишет:
А вот медные детальки 3д печать может делать,кто знает))?

Уже научились печатать детальки из меди, алюминия, золота, серебра, бронзы, латуни и стали.
Гуглите, например, Newton 3D, это принтер для ювелиров и всяких там дизайнеров.
Бронзовый подсвечник:

Есть модели, которые вообще на весу могут печатать, как, например,  MX3D-Metal в этом ролике

[Александр Ч.]

Высокотемпературные сверхпроводники

Сегодня увидел этот комментарий и обсуждение под ним. Учитывая, что сегодня же я был на производстве сверхпроводящих кабелей, хотел вставить пару замечаний, но read-only... В итоге решил написать небольшую статью про высокотемпературные сверхпроводники.

Для начала, на всякий случай, хочется отметить, что сам термин «высокотемпературный сверхпроводник» означает сверхпроводники с критической температурой выше 77 К (-196 °C) — температуры кипения дешёвого жидкого азота. Не редко к ним относят и сверхпроводники с критической температурой около 35 К, т.к. такую температуру имел первый сверхпроводящий купрат La2-xBaxCuO4 (вещество переменного состава, отсюда и x). Т.е. «высокие» температуры тут пока ещё очень низкие.

Основное распространение получило два высокотемпературных сверхпроводника — YBa2Cu3O7-x (YBCO, Y123) и Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x (BSCCO, Bi-2223). Также применяются схожие с YBCO материалы, в которых иттрий заменён иным редкоземельным элементом, например гадолинием, их общее обозначение — ReBCO.
Выпускаемые YBCO, да и другие ReBCO, имеют критическую температуру на уровне 90-95 К. Выпускаемые BSCCO достигают критической температуры в 108 К.

Кроме высокой критической температуры, ReBCO и BSCCO отличаются большими значениями критического магнитного поля (в жидком гелии — более 100 Тл) и критического тока. Впрочем, с последним всё не так просто...

В сверхпроводнике электроны движутся не независимо, а парами (Куперовскими парами). Если мы хотим, чтобы ток перешёл из одного сверхпроводника в другой, то зазор между ними должен быть меньше характерного размера этой пары. Для металлов и сплавов этот размер составляет десятки, а то и сотни нанометров. А вот в YBCO и BSCCO он составляет лишь пару нанометров и доли нанометра, в зависимости от направления движения. Даже зазоры между отельными зёрнами поликристалла оказываются уже вполне ощутимым препятствием, не говоря уж о зазорах между отдельными двумя кусами сверхпроводника. В результате сверхпроводящая керамика, если не предпринимать специальных ухищрений, способна пропускать через себя лишь относительно небольшой ток.

Проще всего проблему оказалось решить в BSCCO: его зёрна естественным образом имеют ровные края, а самое простое механическое сжатие позволяет эти зёрна упорядочить для получения высокого значения критического тока. Это позволило достаточно быстро и просто создать первое поколение высокотемпературных сверхпроводящих кабелей, а точнее — высокотемпературных сверхпроводящих лент. Они представляют собой серебряную матрицу, в которой есть множество тонких трубочек, заполненных BSCCO. Эту матрицу расплющивают, при этом зёрна сверхпроводника приобретают нужный порядок. Получаем тонкую гибкую ленту, содержащую множество отдельных плоских сверхпроводящих жил.

Увы, BSCCO материал далеко не идеальный: у него критический ток очень быстро падает с ростом внешнего магнитного поля. Критическое магнитное поле у него достаточно велико, но задолго до достижения этого предела, он теряет способность пропускать сколько-нибудь большие токи. Это очень сильно ограничивало применение высокотемпературных сверхпроводящих лент, заменить старые добрые сплавы ниобий-титан и ниобий-олово, работающие в жидком гелии, они не могли.

Совсем другое дело — ReBCO. Но создать в нём правильную ориентацию зёрен весьма тяжело. Лишь относительно недавно научились делать сверхпроводящие ленты на основе этого материала. Такие ленты, называемые вторым поколением, получают напылением сверхпроводящего материала на подложку, имеющую специальную текстуру, задающую направление роста кристаллов. Текстура, как не сложно догадаться, имеет нанометровые размеры, так что это настоящие нанотехнологии. В московской и, что характерно, не имеющей отношения к Сколково компании «СуперОкс», в которой я собственно и был, для получения такой структуры на металлическую подложку напыляют пять промежуточных слоёв, один из которых одновременно с напылением распыляется потоком быстрых ионов, падающих под определённым углом. В результате кристаллы этого слоя растут только в одном направлении, в котором ионам сложнее всего их распылять. Другие производители, а их в мире четыре, могут использовать иные технологии. Кстати, отечественные ленты используют гадолиний вместо иттрия, он оказался технологичнее.

Сверхпроводящие ленты второго поколения шириной 12 мм и толщиной 0,1 мм в жидком азоте при отсутствии внешнего магнитного поля пропускают ток до 500 А. Во внешнем магнитном поле 1 Тл критический ток всё ещё доходит до 100 А, а при 5 Тл — до 5 А. Если охладить ленту до температуры жидкого водорода (ниобиевые сплавы при такой температуре ещё даже не переходят в сверхпроводящее состояние), то та же лента сможет пропустить 500 А в поле 8 Тл, а «какие-нибудь» 200-300 А — в поле на уровне пары десятков тесла (лягушка летает). Про жидкий гелий и говорить не приходится: есть проекты магнитов на этих лентах с полем на уровне 100 Тл! Правда тут уже в полный рост возникает проблема механической прочности: магнитное поле всегда стремится разорвать электромагнит, но когда это поле достигает десятков тесла, его стремления легко реализуются...

Впрочем, все эти прекрасные технологии не решают проблемы соединения двух кусков сверхпроводника: хоть кристаллы и ориентированны в одном направлении, о полировке внешней поверхности до субнанометрового размера шероховатостей речи не идёт. У американцев есть технология спекания отдельных лент друг с другом, но она ещё, мягко говоря, далека от совершенства. Обычно ленты соединяют друг с другом обычной пайкой обычным оловянно-свинцовым припоем или иным классическим способом. Разумеется, при этом на контакте появляется конечное сопротивление, так что создать из таких лент сверхпроводящий магнит, не требующий питания на протяжении многих лет, да и просто ЛЭП с в точности нулевыми потерями не получается. Но сопротивление контакта составляет малые доли микроома, так что даже при 500 А токе там выделяются лишь доли милливатта.

Разумеется, в научно-популярной статье читатель ищет по-больше зрелищности... Вот несколько видео моих экспериментов с высокотемпературной сверхпроводящей лентой второго поколения:








Последнее видео записал под впечатлением от комментария на YouTube, в котором автор доказывал, что сверхпроводимости не существует, а левитация магнита — совершенно самостоятельный эффект, предлагал всем желающим убедиться в его правоте, измерив непосредственно сопротивление. Как видим, сверхпроводимость всё-таки существует.

[sychbird]

Использование 3D принтера для печати элементов планера в авиации.

http://www.nasa.gov/ames/its-alive-ames-engineers-harvest-and-print-parts-for-new-breed-of-aircraft/index.html

[Александр Ч.]

О перспективах в общем


Euromold 2014 — Все, что нужно знать о перспективах 3D-печати

[dmdimon]

ссылку не найду, но вроде как графеном научились фильтровать протоны прямо из воздуха. т.е. водород. Та команда, в которой наши ребята.

[Денеб]

dmdimon пишет:
ссылку не найду, но вроде как графеном научились фильтровать протоны прямо из воздуха. т.е. водород. Та команда, в которой наши ребята.

А я нашёл    http://www.nature.com/news/bullet-proof-armour-and-hydrogen-sieve-add-to-graphene-s-promise-1.16425

И русский перевод этого http://geektimes.ru/post/242088/

Только как это связано с космическими технологиями?

[dmdimon]

Демон Максвелла для атомарного водорода же )

[sychbird]

http://expert.ru/russian_reporter/2015/08/7-voprosov-dmitriyu-teteryukovu-professoru-skolteha/

Один из проектов — управление группой роботов, когда они действуют по общему плану как единая стая, обмениваются информацией и учитывают действия друг друга......
Мы, конечно, будем все это обкатывать здесь, на Земле, но поскольку у нас Лаборатория космической робототехники, мы планируем, что они будут работать на космос.

[sychbird]

del

[pkl]

Первый опытный образец нового атомного источника питания - так называемая ядерная батарейка - появится в России уже к 2017 году, сообщил директор ФГУП ГХК (Горно-химический комбинат, входит в Росатом) Петр Гаврилов.

Такая «зарядка» на основе источника бета-излучения изотопа никель-63 может почти 50 лет снабжать электронные устройства питанием. В основе изготовления нового устройства лежит бета-вольтаический эффект, благодаря которому бета-излучение преобразуется в электроэнергию. Огромный потенциал у атомного источника питания в космической индустрии, различных подводных системах, медицине и оборонной промышленности, а в перспективе и в транспортной индустрии.

«Мы уже изготовили мишени, никель-62 в Железногорске уже наработали, в октябре мы планируем загрузить мишени в реактор, примерно год уйдет на это, - передает ТАСС слова Гаврилова. - То есть, в конце 2016 года мы наработаем никель-63. К 2017 году появится первый прототип такой батарейки, раньше ожидать преждевременно».

Уникальность атомной батарейки еще и в размере. В сравнении с литий-ионными аккумуляторами, батарейка на основе никеля-63 в 30 раз компактнее. Кроме того, она экологически безопасна и безвредна для человека за счет производимого мягкого бета-излучения, которое самопоглощается внутри аккумулятора и не выходит «наружу». В этой связи таким источником широко интересуются в медицинской сфере.

«Наши специалисты ездили в клиники Швейцарии и швейцарские медики очень заинтересовались изобретением для использования в кардиостимуляторе»,

- сказал Гаврилов, напомнив, что сегодня кардиостимуляторы работают на основе использования плутония-238 со сроком службы не более 10 лет.

Атомный источник питания привлек внимание космической промышленности. В первую очередь для энергообеспечения спутников. «Заинтересованы в Сибирском аэрокосмическом университете имени М.Ф. Решетнева, потому что сегодня на спутниках сотни килограммов полезной нагрузки, а там каждый килограмм «золотой». Тут же все упрощается, к каждому датчику своя персональная батарейка. И не нужно этих проводов», - пояснил глава ГХК.

Однако, по его словам, пока это очень дорогостоящее производство, и говорить о промышленном масштабе рано. «На сегодняшний день применение такой технологии возможно только для наукоемких и высокотехнологичных устройств из-за высокой стоимости производства батарейки», - отметил Гаврилов.

По оценкам экспертов, стоимость 1 грамма радиоактивного никеля составляет порядка 4 тыс. долларов, а изготовление одной «атомной батарейки» может обойтись в 4,5 млн рублей. Такое затратное производство объясняется сложной технологической цепочкой получения изотопа никель-63, не существующего в природе. Его можно наработать только на специальных ядерных реакторах, которые есть на трех российских предприятиях.

  http://www.atomic-energy.ru/news/2015/07/07/58189