Em colaboração ao seu esforço para apoiar suas metas de exploração de longo prazo, a NASA anunciou planos para criar dois novos institutos para desenvolver tecnologia em áreas críticas para engenharia e pesquisa climática – impressão 3D e tecnologia quântica. Os dois 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 se concentrará na tecnologia de detecção quântica em apoio à pesquisa climática. O outro trabalhará para melhorar a compreensão e ajudar a permitir a certificação rápida de peças metálicas criadas usando técnicas avançadas de fabricação.
“Estamos entusiasmados em aproveitar a experiência dessas equipes multiuniversitárias para criar tecnologia para algumas de nossas necessidades mais prementes”, disse 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”.
Instituto Caminhos Quânticos
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.
“Os métodos de sensoriamento quântico têm se mostrado muito promissores em computação, comunicações e, agora, para aplicações de sensoriamento remoto em ciências da Terra”, disse o Dr. Srinivas Bettadpur, pesquisador principal do instituto e professor de engenharia aeroespacial e mecânica da Universidade do Texas. em Austin. “Nossa intenção é fazer avançar esta tecnologia e prepará-la para o espaço o mais rápido possível.”
O instituto trabalhará para avançar ainda mais a física subjacente aos sensores quânticos, projetar como esses sensores podem ser construídos para missões espaciais e entender como o design de missões e a engenharia de sistemas precisariam se adaptar para acomodar essa nova tecnologia. Parceiros do instituto incluem a University of Colorado Boulder; a Universidade da Califórnia, Santa Bárbara; o Instituto de Tecnologia da Califórnia; e o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia.
Instituto de Qualificação e Certificação Baseada em Modelo de Manufatura Aditiva (IMQCAM)
A Carnegie Mellon University, em Pittsburgh, liderará o Institute for Model-based Qualification & Certification of Additive Manufacturing (IMQCAM) com o objetivo de melhorar modelos de computador de peças metálicas impressas em 3D e expandir sua utilidade em aplicações de voos espaciais. O instituto será co-liderado pela Johns Hopkins University, em Baltimore.
Peças metálicas impressas em 3D têm se mostrado úteis para aplicações em motores de foguetes, por exemplo. 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”, disse 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 dos modelos que a NASA e outras empresas da indústria precisariam para usar essas peças diariamente.”
Modelos de computador detalhados permitirão que os engenheiros entendam as capacidades e limitações das peças – como quanta tensão as peças podem suportar antes de quebrar. Esses modelos fornecerão a previsibilidade das propriedades das peças com base em seu processamento, o que é fundamental para certificar as peças para uso. O instituto desenvolverá gêmeos digitais para peças impressas em 3D feitas de materiais de voos espaciais comumente usados para impressão 3D, além de avaliar e modelar novos materiais. Para saber mais sobre os institutos acesse o site.
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