NASA, bir yandan bütçe kesintileri ve proje gecikmeleri ile uğraşırken bir yandan da yeni teknolojiler ve yaratıcı çözümler üzerinde çalışmaya devam ediyor. Bunun son örneği ise roketlerde bulunan ve özel tasarımları sayesinde ısı enerjisini kuvvetli itiş akışı ile maksimum düzeyde yönlendirilmiş kinetik enerji haline dönüştüren nozul püskürtme sistemleri alanında gerçekleşti. NASA, bir yandan roket nozul sistemlerini optimize etmeye çalışırken bir yandan da daha hafif materyaller kullanarak toplam yük kapasitesini artırmanın hesaplarını yapıyor. Bu konudaki son çalışma ise, özel bir alüminyum türünden yapılmış 3D baskılı bir roket motoru nozulu.
Uzmanlara göre roket nozulu üretiminde kütle bakımından alüminyum neredeyse ideal bir malzeme zira benzerlerine kıyasla daha düşük bir yoğunluğa sahip ve yüksek mukavemetli ve hafif bileşenler için kullanılabilir. Bununla birlikte, ısı söz konusu olduğunda alüminyum bileşenleri çok dayanıklı değiller ve kaynak sırasında çatlama eğilimi gösterir. Ayrıca, tipik bir roket nozulunun bin kadar ayrı ayrı kaynaklanmış parçaya ihtiyacı olabilir. NASA’nın Uzay Teknolojisi Görev Direktörlüğü (STMD) de bu konuda çalışmak üzere Dördüncü Sanayi Devrimi için Reaktif Katmanlı Üretim (RAMFIRE) projesini finanse etti.
RAMFIRE kapsamında mühendisler, nozulu erimeyi önleyecek kadar soğuk tutmak için iç kanallara sahip hafif, 3D baskılı alüminyum roket nozulları tasarladı. Ayrıca NASA projesinde mühendisler A6061-RAM2 adı verilen yeni bir alüminyum çeşidinden de yararlanıyor. Nozulun tek bir parça olarak üretilmesi, çok daha az bağ ve daha kısa üretim süresi anlamına geliyor. RAMFIRE baş araştırmacısı Paul Gradl konu hakkında şunları söylüyor: “Üretim sürecindeki adımları azalttık ve büyük ölçekli motor bileşenlerini birkaç gün içinde tek bir yapı olarak üretmeyi başardık.”
Her ne kadar NASA RAMFIRE nozulunun kendisi bir uzay aracında kullanılmayacak olsa da mühendisler bunu gelecekteki tasarımları geliştirmek için bir mihenk taşı ı olarak kullanmayı planlıyor. İki nozül ayrıca sıvı oksijen ve sıvı hidrojen kullanarak yaklaşık 10 dakikalık çalışma süresi ve 22 çalıştırma boyunca çok sayıda sıcak ateşleme testini tamamladı.
3D baskı teknolojileri büyük umutlara rağmen henüz çok yaygın bir kullanım alanı bulamadı. Ancak örneğin mini uydu fırlatma şirketi Orbex gibi şirketler 3D teknolojilerini şimdiden kullanmaya başlamış durumdalar. Şirketin CEO’su Martin Coates konuya ilişkin olarak “Orbex Prime mikro fırlatıcısının turbo pompa tertibatı ve motor odaları da dahil olmak üzere pek çok bileşenini oluşturmak için 3D baskı kullanıyoruz. Bu teknik, ana kademe roket motorlarımızın tamamını ve ilgili parçaları tek bir baskı çalışmasında basmamızı sağlıyor. Bu da daha küçük bölümleri kaynak, cıvata veya flanşlarla birleştirmemize gerek kalmadığı anlamına geliyor. Böylece güvenilmez sıcak bağlantılara olan ihtiyaç ortadan kalkıyor ve modası geçmiş ve hataya açık ek işlem adımlarını önlüyoruz” diyor.
