ETH Zurich utiliza la impresión 3D para construir un robot espacial de “salto” único para explorar asteroides

Investigadores en ETH Zúrich han utilizado la impresión 3D para construir un robot diseñado para ‘rebotar’ de un asteroide a otro en el espacio exterior.

Desarrollado junto con colegas de ZHAWETH de Zúrich tolva espacial es un dispositivo de tres patas con extremidades parcialmente impresas en 3D hechas de materiales reforzados con fibra de carbono, lo que les permite ser robustos y ultraligeros. Si bien la construcción inicial es simplemente un prototipo, sus creadores pretenden implementar algún día su plataforma de locomoción de baja gravedad en asteroides, donde puede ayudar a identificar recursos valiosos.

“Los asteroides son los componentes básicos de nuestro sistema solar. Son abundantes y serán un recurso clave para la presencia humana en el espacio”, explica el equipo de SpaceHopper. “Sin embargo, su entorno desafiante requiere soluciones nuevas y únicas. Nuestro robot llamado SpaceHopper busca ser precisamente eso. Creemos que permitirá una amplia gama de nuevas misiones para explorar esta vasta parte inexplorada de nuestro vecindario solar”.

El robot explorador de asteroides 'SpaceHopper'.  Foto vía Scheurer Suiza.
El robot explorador de asteroides ‘SpaceHopper’. Foto vía Scheurer Suiza.

Construyendo un robot espacial que rebota

Cuando los creadores de SpaceHopper se propusieron construir el bot hace nueve meses, lo presentaron como un vehículo de exploración, capaz no solo de descubrir recursos lucrativos en el espacio, sino también de responder a algunas de las preguntas más fundamentales de los científicos.

En principio, el mecanismo de salto del robot fue diseñado para permitirle dar grandes saltos en condiciones de gravedad cero, al mismo tiempo que lleva equipo científico y se mueve en espacios más reducidos donde sea necesario. En comparación con los módulos de aterrizaje anteriores, el equipo tenía como objetivo proporcionar al SpaceHopper capacidades de aterrizaje más precisas, de modo que pudiera minimizar los rebotes y proteger mejor las cargas útiles.

Avance rápido hasta el mes pasado, y los ingenieros han convertido su visión en realidad al lanzar su primer prototipo. Entonces, ¿cómo lograron esto? Una forma en que el equipo ha hecho realidad sus planes es su asociación con Scheurer Suiza.

Siguiendo los pasos de antiguos alumnos de ETH Zurich, que trabajaron con la firma para Imprime en 3D un robot de deshierbe ‘Rowesys’ el año pasado, los investigadores encontraron que su cartera de fabricación aditiva era ideal para su construcción. Específicamente, utilizando la tecnología junto con Scheurer Swiss, el equipo pudo hacer que las piernas del bot tuvieran paredes delgadas mientras reducían su peso, sin reducir su resistencia.

“Nos complace tener a Scheurer Swiss de nuestro lado como experto en diseño ligero”, explica una de las diseñadoras de SpaceHopper, Emma Steinke. “La experiencia competente en tecnologías de compuestos de fibra de última generación e impresión 3D, así como la gran red de Scheurer Swiss, fueron muy valiosas para nosotros y contribuyeron al éxito de nuestro proyecto de enfoque desde el principio”.

Una de las patas ligeras del SpaceHopper.  Foto vía Scheurer Suiza.
Una de las patas ligeras del SpaceHopper. Foto vía Scheurer Suiza.

Según Dominik Scheurer, director ejecutivo de Scheurer Swiss, la impresión 3D también fue “el proceso de fabricación ideal” para el proyecto, ya que permitió “prácticamente se puede producir cualquier forma”. Como tal, el uso de la tecnología para crear las patas del bot desbloqueó un alto nivel de personalización y rentabilidad, al tiempo que produjo un diseño optimizado para saltos de baja gravedad.

Se dice que el robot de tres patas resultante se endereza por sí mismo y es capaz de realizar aterrizajes controlados, además de ser programable a través del aprendizaje de refuerzo profundo. Usando este conjunto de habilidades, los desarrolladores de SpaceHopper dicen que podría ser ideal para explorar asteroides como Ceres y Psyche, que se sabe que contienen grandes cantidades de agua y metales pesados, respectivamente.

“La impresión 3D es actualmente una de las tecnologías de construcción ligera más modernas y está dando forma al futuro de la industria manufacturera como casi ningún otro proceso”, agregó Scheurer. “La intención es clara: aún más flexibilidad, creatividad y rentabilidad en el desarrollo de productos”.

Una estructura impresa en 3D reforzada con carbono diseñada para albergar la electrónica del robot espacial que rebota.  Foto vía Scheurer Suiza.
Una estructura impresa en 3D reforzada con carbono diseñada para albergar la electrónica del robot espacial que rebota. Foto vía Scheurer Suiza.

Explorando el espacio: la última frontera

A medida que la impresión 3D ha seguido encontrando nuevas aplicaciones aeroespaciales, a menudo se ha utilizado para crear dispositivos que facilitan las ambiciones exploratorias de las agencias espaciales occidentales. A fines del año pasado, se reveló que Lockheed Martin ha comenzado a usar MakerBot tecnología para Piezas de ABS impresas en 3D de un rover lunar se está desarrollando para de la NASA Misión Artemisa.

Igualmente, Aerojet Rocketdyne ha desarrollado un Propulsores cuádruples impresos en 3D que está diseñado para desbloquear misiones de exploración espacial de bajo costo. usando nTopología software, se dice que la firma redujo el peso de uno de los elementos clave del propulsor en un 67%, de una manera que lo hizo más rápido, más sostenible y dos tercios más barato de fabricar.

MX3D incluso ha utilizado la tecnología para construir un material eficiente ‘Suelo esquelético’ lunar impreso en 3D para un prototipo Agencia Espacial Europea (ESA) Asentamiento lunar. Cuando se dio a conocer, se dijo que la estructura de acero liviana con forma de red de 395 kilos podría servir como base sobre la cual se construirán futuras estructuras basadas en regolito lunar.

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La imagen destacada muestra el robot explorador de asteroides ‘SpaceHopper’. Foto vía Scheurer Suiza.

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