NASA拨款3000万美元推动先进3D打印和量子通信技术
2023-03-17浏览量：86评论数：
新技术是帮助 NASA 推进其长期探索目标以造福所有人的关键。 为了支持其努力，该机构周四宣布将创建两个新研究所，以开发工程和气候研究关键领域的技术。
两个新的空间技术研究所 (STRI) 将利用由美国大学领导的团队来创建对NASA的未来至关重要的多学科研究和技术开发计划。 通过汇集来自大学、工业界和非营利组织的科学、工程和其他学科，这些研究所旨在通过对早期技术的投资来影响未来的航空航天能力。
其中一个研究机构将专注于支持气候研究的量子传感技术，另一个将致力于提高理解并帮助实现对使用3D打印制造的金属零件的快速认证。
“我们很高兴能够利用这些多所大学团队的专业知识来为我们一些最紧迫的需求创造技术，”美国宇航局华盛顿总部空间技术任务理事会副主任 Jim Reuter 说。 “他们的工作将使下一代科学能够研究我们的家园星球，并通过最先进的建模扩大3D打印金属部件在航天飞行中的应用。”
每个研究所将在五年内获得高达1500万美元的资金。
一个名为长寿命增材制造组件 (LLAMA) 的 NASA 项目是用于构建火箭发动机组件的3D打印方法
量子通信研究所
德克萨斯大学奥斯汀分校将领导量子通路研究所，专注于为下一代地球科学应用推进量子传感技术，这种技术将使我们对地球和气候变化的影响有新的认识。
量子传感器使用量子物理原理来收集更精确的数据并实现前所未有的科学测量。 这些传感器对于地球轨道上的卫星收集质量变化数据特别有用——一种可以告诉科学家冰、海洋和陆地水是如何移动和变化的测量。 尽管量子传感器的基本物理学和技术已经在概念上得到验证，但仍需要努力开发能够满足航天飞行任务中下一代科学需求所需精度的量子传感器。
“量子传感方法在计算、通信以及现在的地球科学遥感应用方面显示出巨大的前景，”该研究所首席研究员、德克萨斯大学航空航天工程和工程力学教授 Srinivas Bettadpur 博士说。 在奥斯汀。 “我们的目的是推进这项技术，并尽快为太空做好准备。”
该研究所将致力于进一步推进量子传感器背后的物理学，设计如何为太空任务建造这些传感器，并了解任务设计和系统工程需要如何适应这项新技术。
该研究所的合作伙伴包括科罗拉多大学博尔德分校； 加州大学圣巴巴拉分校； 加州理工学院； 和国家标准技术研究院。
基于模型的增材制造鉴定与认证研究所 (IMQCAM)
匹兹堡的卡内基梅隆大学将领导基于模型的增材制造鉴定与认证研究所 (IMQCAM)，旨在改进3D打印（也称为增材制造）金属部件的计算机模型，并扩大其在航天应用中的实用性。 该研究所将由位于巴尔的摩的约翰霍普金斯大学共同领导。
3D打印的金属部件由粉末金属制成，这些金属以特定方式熔化并成型为有用的部件。 此类部件可用于火箭发动机之类的东西——在设计发生变化时提供更大的灵活性来创建新部件——或者作为人类在月球上的前哨基地的一部分，在月球上携带预制部件将是昂贵且有限的。 然而，此类部件的有效认证和使用需要对其特性进行高精度预测。
“这种类型的零件的内部结构与通过任何其他方法生产的零件有很大不同，”研究所首席研究员、美国钢铁公司卡内基梅隆大学冶金工程和材料科学教授 Tony Rollett 说。 “该研究所将专注于创建 NASA 和其他行业每天需要使用这些部件的模型。”
称为数字双胞胎的详细计算机模型将使工程师能够了解零件的功能和局限性——例如零件在断裂前可以承受多大的压力。 此类模型将根据零件的处理过程提供零件属性的可预测性，这对于验证零件的使用至关重要。 该研究所将为由通常用于3D打印的航天材料制成的3D打印部件开发数字双胞胎，以及评估和建模新材料。
约翰霍普金斯大学怀廷工程学院土木与系统工程教授 Michael G. Callas 的 Somnath Ghosh 将担任联合首席研究员，并将与 Rollett 共同领导该研究所。 该研究所的其他合作伙伴包括范德比尔特大学、德克萨斯大学圣安东尼奥分校、弗吉尼亚大学、凯斯西储大学、约翰霍普金斯大学应用物理实验室、西南研究院和普惠公司。
