2020 yil kosmik tadqiqotlar va innovatsiyalarning yangi o'n yilligining boshlanishi bo'lib, unda nikel o'z ichiga olgan qotishmalar ko'plab ilovalarda, jumladan raketa, g'ildirak va katalizator ishlab chiqarishda muhim rol o'ynaydi.
Aerokosmik uskunalarni ishlab chiqarish va takrorlanadigan kosmik tashish bilan shug'ullanadigan SpaceX kompaniyasi Starships va o'ta og'ir raketalarni ishlab chiqarish uchun nikel o'z ichiga olgan 304 (S30400) zanglamaydigan po'latdan foydalanadi.
Narxi uglerod tolasi bilan solishtirganda pastroq bo'lib, har bir kilogramm uchun 60 baravar qimmatroqdir. Bundan tashqari, u uglerod tolasi yoki boshqa metallarga qaraganda ancha issiqlikka chidamli, shuning uchun u kamroq yoki ehtimol hatto izolyatsiyani talab qiladi.
Shu bilan birga, NASA zond g'ildiraklarida nikel o'z ichiga olgan materiallar uchun yana bir potentsial dasturni o'rganmoqda. Kauchuk g'ildiraklar Oyda yoki Marsda amaliy emas, shuning uchun asl Apollon oy rover g'ildiraklari bahor po'latidan qilingan, ammo Marsda foydalanish uchun mo'ljallangan katta va og'ir g'ildiraklardagi bahor po'lat g'ildiraklari deformatsiyalanadi. Ushbu muammoni hal qilish uchun NASA nikel-titan qotishmasidan tayyorlangan, shakl xotirasi xususiyatiga ega va prujina po'lat g'ildiragining 30 marta deformatsiyasiga bardosh bera oladigan metall to'rli shinani ishlab chiqmoqda.
Raptor raketa dvigateli bilan jihozlangan SpaceX Starship suyuq metan va suyuq kislorod bilan ishlaydigan birinchi yulduz kemalaridan biri bo‘lib, 1,{1}} foydalanishga mo‘ljallangan. Metan Marsga qaytish safari uchun raketa yoqilg'isi qilish uchun tanlangan. Metan karbonat angidrid va vodorod yordamida Chabatier reaktsiyasi orqali ishlab chiqarilishi mumkin, bunda vodorod katalizator orqali yuqori haroratda (optimal harorat 300-400 daraja) va yuqori bosimda metan va suv hosil qilish uchun karbonat angidrid bilan reaksiyaga kirishadi. Foydalanish mumkin bo'lgan bunday katalizatorlardan biri nikeldir.
Mars atmosferasi 95 foiz karbonat angidriddan iborat va NASA Marsda suv borligini tasdiqladi, bu xomashyo raketa kuchaytirgichlari uchun metan va kislorod hamda kosmonavtlarning nafas olishi uchun kislorod ishlab chiqarish uchun zarur. Nikel o'z ichiga olgan materiallar, shuningdek, qizil sayyoraning pastroq atrof-muhit harorati va suyultirilgan metan, vodorod va kislorod hosil qilish uchun zarur bo'lgan past haroratlar uchun ham talab qilinadi.
Nikel-mis qotishmasi K-500 (N05500)past haroratlarda mukammal egiluvchanlikka ega va sof kislorodda olovga chidamli. Bu uni raketa dvigatellarini kislorod bilan ta'minlaydigan kislorod kuchaytiruvchi nasos uchun afzal tanlov qiladi.
O'zining yuqori mustahkamligi va mustahkamligi bilan,Qotishma 718 (N07718)Bu yog'ingarchilik bilan qotib qoladigan nikel-xrom qotishmasi bo'lib, samolyot turbojetlarida, raketa dvigatellarida va bosimli idishlarda qo'llaniladi va past haroratlarda -250 darajagacha gazni suyultiradi va kuchayishi mumkin. Lekin qotishma 718 xossalari boshqa materiallarga qaraganda ishlov berish va shakllantirishni qiyinlashtiradi. Investitsiyalarni quyish jarayonlari muammoli bo'lishi mumkin, chunki qotishma 718 g'ovaklikka, segregatsiyaga va juda qo'pol don hajmiga moyil bo'lib, keyingi qayta ishlash bosqichlarini talab qiladi.
Yechim nima? 3D bosib chiqarish murakkab dizaynli yuqori unumdor ilovalarda 718 qotishma kabi nikel asosidagi qotishmalardan samaraliroq foydalanishi mumkin.
3D bosib chiqarish 718 qotishmasini qayta ishlashni osonlashtiradi va material xususiyatlarini yaxshi saqlaydi. Jarayon payvandlash va ishlov berishdan qochadi, bu esa moddiy chiqindilarni sezilarli darajada kamaytiradi. Ushbu ishlab chiqarish usulining afzalliklari 718 qotishma raketa dvigatelining prototipini 3D bosib chiqarish orqali ko'rsatildi. Prototip butunlay sun'iy intellekt orqali ishlab chiqilgan va Germaniyadagi Hyperganic Software tomonidan ishlab chiqilgan.
Alohida ishlab chiqilgan va yig'ilgan komponentlardan tashkil topgan an'anaviy raketa dvigatellaridan farqli o'laroq, 3D-bosma prototip uzluksiz bir butundir. Unda yoqilg'i va oksidlovchi yonadigan yonish kamerasi va yonish kamerasini sovutish va qizib ketishning oldini olish uchun yoqilg'ini aylantiradigan sirt kanallari mavjud. Monolit qurilish usuli berilgan raketaning eng yaxshi ishlashi uchun eng engil vazn va eng samarali sovutishni kafolatlaydi. San-Diegodagi Kaliforniya universitetidagi Vulcan II raketa loyihasi ham Ignus II 718 qotishma raketa dvigatelini yaratish uchun 3D bosib chiqarishdan foydalanadi. Kelajakda har bir yangi dastur uchun nikel kosmik tadqiqotlarni yanada rivojlantirishga yordam beradi.
