As novas tecnologias são fundamentais para ajudar a NASA a avançar nos seus objectivos de exploração a longo prazo para benefício de todos. Para apoiar estes esforços, a agência anunciou quinta-feira que irá estabelecer dois novos institutos para desenvolver tecnologias em áreas críticas da engenharia e da ciência climática.

Ao reunir ciência, engenharia e outras disciplinas das universidades, indústria e organizações sem fins lucrativos, os institutos visam ter impacto nas futuras capacidades aeroespaciais através de investimentos em tecnologia em fase inicial.

Um dos institutos de pesquisa irá concentrar-se na tecnologia de sensoriamento quântico em apoio à pesquisa climática. O outro irá trabalhar para melhorar a compreensão e ajudar a permitir a rápida certificação de peças metálicas criadas usando técnicas avançadas de fabrico.

“Estamos entusiasmados por recorrer à experiência destas equipas multi-universitárias para criar tecnologia para algumas das nossas necessidades mais urgentes”, disse Jim Reuter, administrador associado da Direcção da Missão de Tecnologia Espacial da agência na sede da NASA em Washington. “O seu trabalho permitirá a ciência da próxima geração para estudar o nosso planeta natal e alargar o uso de peças metálicas impressas em 3D para voos espaciais com modelagem de última geração”.

Cada instituto receberá até 15 milhões de dólares ao longo de cinco anos.

Instituto Caminhos Quânticos

A Universidade do Texas em Austin irá liderar o Quantum Pathways Institute, focado no avanço da tecnologia de detecção quântica para a próxima geração de aplicações das ciências da Terra. Tal tecnologia permitiria uma nova compreensão do nosso planeta e dos efeitos das alterações climáticas.

Os sensores quânticos usam princípios de física quântica para potencialmente recolher dados mais precisos e permitir medições científicas sem precedentes. Estes sensores podem ser particularmente úteis para satélites em órbita à volta da Terra para recolher dados de mudança de massa – um tipo de medição que pode dizer aos cientistas como o gelo, os oceanos e a água terrestre se estão a mover e a mudar. Embora a física e tecnologia básicas para sensores quânticos tenham sido comprovadas em conceito, é necessário trabalho para desenvolver sensores quânticos com a precisão necessária para as necessidades da ciência da próxima geração durante as missões de voo espacial.

“Os métodos de sensoriamento quântico têm demonstrado uma grande promessa em computação, comunicações e agora para aplicações de sensoriamento remoto das ciências da Terra”, disse o Dr. Srinivas Bettadpur, investigador principal do instituto e professor de engenharia aeroespacial e mecânica de engenharia na Universidade do Texas, em Austin. “A nossa intenção é fazer avançar esta tecnologia e prepará-la para o espaço o mais depressa possível”.

O instituto trabalhará para fazer avançar ainda mais a física subjacente aos sensores quânticos, conceber como estes sensores poderiam ser construídos para missões espaciais e compreender como a concepção de missões e a engenharia de sistemas teriam de se adaptar para acomodar esta nova tecnologia.

Os parceiros do instituto incluem a Universidade do Colorado Boulder; Universidade da Califórnia, Santa Barbara; Instituto de Tecnologia da Califórnia; e o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia.

Institute for Model-Based Qualification & Certificação de Fabricação de Aditivos (IMQCAM)

A Carnegie Mellon University em Pittsburgh irá liderar o Instituto de Qualificação & Certificação de Fabricação de Aditivos (IMQCAM) com o objectivo de melhorar os modelos informáticos de peças metálicas impressas em 3D – também chamadas de fabricação aditiva – e expandir a sua utilidade em aplicações de vôo espacial. O instituto será co-dirigido pela Universidade Johns Hopkins em Baltimore.

As peças metálicas impressas em 3D são feitas de metais em pó, que são fundidas de formas específicas e moldadas em peças úteis. Tais peças podem ser úteis para coisas como motores de foguetes – dando mais flexibilidade para criar novas peças quando os desenhos mudam – ou como parte de um posto avançado humano na Lua, onde trazer peças pré-fabricadas seria caro e limitativo. No entanto, a certificação eficiente e o uso de tais peças exige previsões de alta precisão das suas características.

“A estrutura interna deste tipo de peça é muito diferente do que é produzido por qualquer outro método”, disse Tony Rollett, investigador principal do instituto e professor de engenharia metalúrgica e ciência dos materiais da Universidade Carnegie Mellon dos EUA. “O instituto irá concentrar-se na criação dos modelos que a NASA e outros na indústria precisariam de utilizar diariamente”.

Modelos detalhados de computador, conhecidos como gémeos digitais, permitirão aos engenheiros compreender as capacidades e limitações das peças – tais como quanto stress as peças podem aguentar antes de se partirem. Tais modelos fornecerão a previsibilidade das propriedades das peças com base no seu processamento que é fundamental para certificar as peças para utilização. O instituto irá desenvolver gémeos digitais para peças impressas em 3D feitas de materiais de vôo espacial que são normalmente usados para a impressão em 3D, bem como avaliar e modelar novos materiais.

Somnath Ghosh, o professor Michael G. Callas em engenharia civil e de sistemas na Escola de Engenharia Whiting da Universidade Johns Hopkins, será o co-investigador principal e co-dirigirá o instituto, juntamente com Rollett. Outros parceiros do instituto incluem a Universidade Vanderbilt, Universidade do Texas em San Antonio, Universidade da Virgínia, Case Western Reserve University, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute, e Pratt & Whitney.

Saiba mais sobre a NASA em nasa.gov.