كشف باحثون من جامعة غلاسكو عن طابعة ثلاثية الأبعاد ثورية قادرة على إنشاء مواد في الفضاء، مما قد يُحسّن رحلات الفضاء و يُحدث ثورة في صناعة الأدوية على الأرض 🚀.
حصل جيل بايل، من كلية جيمس وات للهندسة في جامعة غلاسكو، على براءة اختراع لهذه التكنولوجيا الرائعة. فهل ستُحدث هذه الطابعة ثورة في نقل الاتصالات الفضائية؟ ربما! و ربما تُساعد في تصنيع أدوية أفضل وأنقى 💊.
“لقد اختبرنا التكنولوجيا على نطاق واسع في المختبر، والآن في بيئة انعدام الوزن، ونحن واثقون من أنها جاهزة لأداء عملها كما هو متوقع، مما يفتح إمكانية طباعة الهوائيات والأجزاء الأخرى لمركبات الفضاء ثلاثية الأبعاد في الفضاء!”، قال بايلي في بيان صحفي.
الطباعة وتحدي الجاذبية
قضى بايلي وفريقه سنوات في تحسين نموذج أولي لهذه الطابعة ثلاثية الأبعاد. كان أحد أكبر التحديات منع المواد من الاختناق داخل الطابعة أثناء وجودها في بيئة انعدام الوزن. والحقيقة أن ما ينجح على الأرض غالباً ما يكون أقل قوة في فراغ الفضاء.
“غالبًا ما تنكسر أو تتعطل الخيوط في طابعات الطباعة ثلاثية الأبعاد التقليدية في حالة انعدام الوزن وفي الفراغ، وهو مشكلة حُلّت الآن، بفضل ابتكار مادة حبيبية جديدة للتغلب على هذه العقبة. ويسعى الباحثون لوضع تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء لإحداث ثورة في علم الفلك، والفضاء، والتكنولوجيا.”، قال بايلت في بيان صحفي.
لحلّ هذه المشكلة، قام بايلي وفريق البحث بتبديل الخيوط التقليدية المستخدمة في طابعات ثلاثية الأبعاد بمادة حبيبية صُمّمت من قِبَل الفريق. تُجرى هذه الحبيبات بسرعة وكفاءة إلى خزان المواد الخام للطابعة، ومن ثمّ إلى الفوهة.
خضعت الطابعة لاختبارات مُشددة على متن طائرة “الكوْمَةُ المُقيِئة” خلال حملة رحلات جوية مُسْتَطِيلة لوكالة الفضاء الأوروبية، مما سمح بإنشاء فترة 22 ثانية من انعدام الجاذبية تقريبًا.
فوائد الطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء
مع طابعة ثلاثية الأبعاد تعمل في بيئة انعدام الوزن، يأمل فريق البحث في استخدامها في مهمات الفضاء لتصنيع المعدات التي كان من الضروري تحميلها على المركبة الفضائية، مما يشغل مساحة قيّمة ويضيف وزنًا إضافيًا. وهذا من شأنه أن يؤدي إلى رحلات فضائية أكثر أمانًا وفعالية!
“حاليا، كل ما يدخل مدار الأرض يتم بناؤه على سطح الأرض وإرساله إلى الفضاء بواسطة الصواريخ،” قال بالييه في بيان صحفي. “لديهم قيود صارمة على الكتلة والحجوم، ويمكن أن تتحطم إلى أجزاء أثناء الإطلاق عند تجاوز القيود الميكانيكية، مما يدمر البضائع الغالية في العملية.”
“إذا كنا، بدلاً من ذلك، قادرين على وضع مُصنِّعات في الفضاء لبناء الهياكل حسب الطلب، فسوف نتخلص من تلك القيود على الحمولة. ويمكننا الحصول على مشاريع أكثر طموحًا وأقل استهلاكًا للموارد، مع وجود أنظمة مُحسنة فعليًا لبعثتها وليس للقيود المفروضة على إطلاق الصواريخ!”، أضاف بالييه.
من فوائد الطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء أنها فعالة من حيث التكلفة نسبيًا مقارنة بصنع المواد على الأرض ثم إرسالها إلى الفضاء. الطباعة ثلاثية الأبعاد قادرة على إنتاج مواد معقدة بسرعة وبكلفة منخفضة.
” سيكون وضع هذه التكنولوجيا في الفضاء وطباعة ما نحتاجه للتجميع في المدار مفيدًا بشكل رائع، و سيزيد من فعالية المهمات و أمنها.”، قال بالييه في بيان صحفي.
اقرأ المزيد: كيف يعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد بالفعل وماذا يمكنك صنعه؟
مستقبل الطباعة في الفضاء
إلى جانب طباعة المواد لدعم البعثات الفضائية، يأمل بالية أن تُستخدم هذه الطابعات لإنشاء مواد ومواد لخدمة البشر على الأرض. مثلًا، يمكن أن تُنتج بلورات أكبر وأنقى في الفضاء، مما يفتح آفاقًا جديدة في صناعة الأدوية.
وفقًا لـ ناسا، تنمو بلورات مثل هذه بشكل أفضل في انعدام الوزن لأن هناك أقل من الحمل الحراري أو نقل الحرارة أثناء عملية النمو. عادةً ما تكون النتائج بلورات أكبر وأنقى. يُسهل انعدام الوزن تصنيع بعض الأدوية الصيدلانية في الفضاء، حيث تكون في شكل أكثر قوة ونقاءً.
“إنّ البلورات المُنتَجة في الفضاء غالبًا ما تكون أكبر وأكثر تنظيمًا من تلك المُنتَجة على الأرض، لذا يمكن للمصانع الكيميائية المدارية إنتاج أدوية جديدة أو مُحسّنة لتوصيلها إلى السطح.”
اقرأ المزيد: هل يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد والبناء في المدار دفع تكلفة الفضاء إلى الأسفل؟
المصدر: المصدر