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為地球設(shè)計復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，而將它射入太空并且實(shí)現(xiàn)著陸完全是另一回事。這就是為什么Autodesk-歐特克為NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的太空著陸器的特殊意義，這是有史以來較復(fù)雜的創(chuàng)成式設(shè)計的著陸器。
三種制造技術(shù)的結(jié)合
太空登陸器對NASA尤其重要，NASA現(xiàn)在已經(jīng)著眼于到達(dá)到土星和木星的衛(wèi)星，對于NASA來說，空間著陸器越輕越好，因?yàn)檫@意味著可以節(jié)約負(fù)載能力以塞進(jìn)更多的科學(xué)儀器。
軟件公司Autodesk-歐特克和美國宇航局（NASA）噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的工程師們設(shè)計出了一種全新的星際著陸器，未來預(yù)計將對木衛(wèi)二和土衛(wèi)二等遙遠(yuǎn)的衛(wèi)星進(jìn)行探索。它的重量大大小于美國宇航局送往其它行星和衛(wèi)星的大多數(shù)著陸器。
歐特克公司公布的這個全新的著陸器設(shè)計，外形酷似一只蜘蛛。通過歐特克的創(chuàng)成式設(shè)計軟件，這個設(shè)計方法運(yùn)用的是大自然的進(jìn)化結(jié)果的防生學(xué)計算公式。設(shè)計師和工程師們只需要將設(shè)計目標(biāo)、材料、制造材料和成本限制等數(shù)據(jù)輸入到設(shè)計軟件中，設(shè)計軟件就能夠快速生成多種設(shè)計結(jié)果作為選項(xiàng)。
這個太空登陸器的設(shè)計初衷是創(chuàng)造最輕的結(jié)構(gòu)，但它仍然必須承受被射入太空的壓力，冰凍的溫度，輻射水平是地球的1000倍，以及還需要考慮結(jié)構(gòu)降落在行星（如火星）時的重力和側(cè)向力。3D科學(xué)谷了解到歐特克和噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員將著陸器在深太空可能遭受的溫度和壓力等數(shù)據(jù)輸入到設(shè)計軟件中，軟件根據(jù)數(shù)學(xué)算法生成了數(shù)種不同的設(shè)計結(jié)果。
這種著陸器擁有四條腿，它的身體看起來就像是科幻電影的一種道具。研究團(tuán)隊在打造這款著陸器時使用了3D打印、數(shù)控加工和鑄造三種技術(shù)。目前NASA與歐特克公司合作設(shè)計的這款著陸器主要是以實(shí)驗(yàn)為目的。在太空旅行中，承受太空惡劣環(huán)境的比較好的材料就是鈦和鋁，但是這些材料也有點(diǎn)重。而隨著著陸器重量的增加，發(fā)射的困難和成本也會隨之增長。因此降低重量能夠減少衛(wèi)星探索任務(wù)的總成本和復(fù)雜性。
經(jīng)過一個半月的完善，最終研究團(tuán)隊獲得了這個酷似蜘蛛的概念設(shè)計。它由三個主要部分構(gòu)成：第一部分是結(jié)構(gòu)部分。它是由3D打印鋁材料而成，其中將安放研究儀器；第二部分就是為其提供結(jié)構(gòu)支撐的底盤，這一部分是通過鑄造鋁材料而完成的；第三部分是銑削加工制造的鋁質(zhì)腿。整個著陸器的寬度約2.3米，高約0.9米。
據(jù)歐特克公司稱，這款著陸器的重量與噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的其它著陸器設(shè)計相比降低了35%。它的重量大約為176磅（79.8千克），遠(yuǎn)低于NASA最新的洞察力號火星著陸器約770磅（約349公斤）的重量。
在設(shè)計過程中，歐特克的創(chuàng)成設(shè)計算法評估了不同的材料，如鋁和鈦，以及制造工藝，以獲得最理想的結(jié)構(gòu)。通過機(jī)器算法尋找到了一種較好解決方案。最終的原型由鋁和鋁合金制成，具有細(xì)長的腿和一個類似于網(wǎng)狀的通風(fēng)底盤。整個設(shè)計過程中證明了創(chuàng)成式設(shè)計軟件在設(shè)計極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)方面具有強(qiáng)大的功能。
據(jù)悉，就在2018年12月初，NASA還與9家公司簽訂合同，以合作設(shè)計和建造月球著陸器，將NASA的科學(xué)有效載荷送到月球表面。這9家公司是宇宙機(jī)器人技術(shù)公司（Astrobotic Technology）、深空系統(tǒng)公司（Deep Space Systems）、德雷珀公司（Draper）、螢火蟲航天公司（Firefly Aerospace）、直覺機(jī)器公司（Intuitive Machines）、洛克希德·馬丁太空公司、馬斯滕空間系統(tǒng)公司（Masten Space Systems）、月球快車公司（Moon Express）和超越軌道（Orbit Beyond）公司。
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