211service.com
Forebyggelse af endnu en rumfærgekatastrofe
NASA-ingeniører har udviklet en ny 3-D trådløs scanner til at opdage og måle skader på rumfærgens varmeisolerende fliser - den type skade, der førte til 2003 Columbia katastrofe. Både før rumfærgens lancering og efter dens retur, kan den håndholdte enhed hurtigt scanne overfladearealet af en flise, kortlægge den i 3-D, og hvis der er en revne eller knas, beregne dens dimensioner. Dataene overføres trådløst til en bærbar computer på stedet, hvor ingeniører kan vurdere skaden mere præcist og effektivt end tidligere muligt og afgøre, om de berørte fliser skal udskiftes eller repareres.
Fliseinspektion: NASA-ingeniører bruger en 3-D trådløs scanner til at inspicere fliserne på rumfærgen for ufuldkommenheder. Scanneren vejer omkring to og et halvt pund og måler seks gange fem gange syv tommer. Den skaber et 3D-overfladekort over et område på ni kvadrattommer, som det trådløst overfører til en bærbar computer på stedet. Scanneren beregner dimensionerne af enhver revne eller sling, den finder, så ingeniører pålideligt kan vurdere skaden og bestemme, hvordan den skal repareres.
Scanneren blev brugt for første gang til at inspicere rumfærgen Bestræbelse forud for opsendelsen den 8. august 2007 fra NASAs Kennedy Space Center. Det længste, største og mest kedelige job, ingeniører har, er inspektionen af det termiske beskyttelsessystem før, under og efter en mission, siger Joe Lavelle, senioringeniør hos NASA Ames Research Center og projektlederen. Men for sikkerheden for de ombordværende, siger han, er det også en af de vigtigste.
I øjeblikket skal en ingeniør, der finder en fejl på en flise, som en revne eller et skud, måle den med en lineal for at vurdere omfanget af skaden. I en overskuelig fremtid vil ingeniører fortsætte med at udføre visuelle kontroller – som forbliver hurtigere end at trække scanneren hen over hele overfladen af rumfærgen – men scanneren vil give dem ekstremt præcise målinger af eventuelle ufuldkommenheder, så de bedre kan beslutte, om en flise har brug for skal udskiftes eller bare repareres.
Scanneren vejer cirka to og et halvt pund og er omtrent på størrelse med en kraftig lommelygte, hvilket gør den lille og let nok til, at en ingeniør kan bære rundt under inspektion. Den er desuden trådløs og har dermed ingen besværlige kabler. Når en ingeniør bemærker en beskadiget flise, placerer hun scanneren over den og med et tryk på en knap producerer hun en 3D-scanning af et ni-tommer kvadratisk område og beregner også dimensionerne – længde, bredde, areal og volumen – af defekten.
Det resulterende 3D-overfladekort overføres trådløst til en bærbar computer på stedet, så ingeniører straks kan gennemgå dataene. Skannerens hastighed sparer tid, og dens nøjagtighed gør målingerne mere pålidelige, siger Lavelle. Udskiftning og reparation af fliser er en vital funktion i vedligeholdelsen af et rumskib, fordi du skal have et termisk beskyttelsessystem, der har integritet. Ellers kommer man til at få store problemer, som ulykker, som vi har haft, siger han.
Rumfærgens termiske beskyttelsessystem er en kombination af Forstærket Carbon-Carbon (RCC) på vingeforkanten, termiske tæpper på skroget og termiske beskyttende fliser, der dækker undersiden af køretøjet og næsehætten. Dette system beskytter rumfartøjet og dets menneskelige ombordværende mod den ekstreme varme ved genindtræden i jordens atmosfære. Uden RCC, tæpper og fliser, der dækker rumfærgen – rumfærgen Endeavour har mere end 24.000 fliser – ville den strukturelle integritet af aluminiumsrammen på rumfærgen blive kompromitteret. I 2003 var verden vidne til en ødelæggende katastrofe efter RCC på havnefløjen (venstre) af rumfærgen Columbia blev beskadiget under opsendelsen. Skaden blev uopdaget, og rumfærgen, efterladt med et kompromitteret varmebestandigt skjold, mistede dens strukturelle integritet og brød fra hinanden under genindstigning.
NASA-ingeniører brugte seks 3-D-scannere til deres prelaunch-inspektioner af Bestræbelse og planlægger at bruge dem igen, når rumfærgen vender tilbage. De vil også bruge dem til jordvedligeholdelse af andre rumfartøjer. Næste skridt for den nye scanner, siger Lavelle, er at omdesigne den, så dens komponenter kan modstå operationer i rummet, og astronauter kan bruge den til at inspicere rumfærgen under missioner. Lavelle fortæller også, at der er mange virksomheder, som han afviser at identificere, interesserede i 3-D-scanneren.
Bortset fra at inspicere rumfærgen, bliver scanneren brugt til at evaluere termiske beskyttelsesmaterialer til et nyt besætningsudforskningskøretøj, som NASA er ved at udvikle. Ingeniører bruger 3-D-scanneren til at måle materialerne både før og efter de er testet i ekstreme miljøer; forskellen mellem de to målinger indikerer, hvor godt materialet klarede sig. Planetariske rovere kunne også bruge scanneren til at kortlægge rummet omkring dem i 3D, hvilket hjælper dem med at undgå kollisioner og bedre manøvre i ukendte miljøer.