우주선 재료는 비행에 적합한 특성만 가질 필요는 없습니다. 높은 수준의 열, 마찰 및 스트레스를 견뎌야 합니다. 이러한 과제를 극복하려면 우주선과 다양한 구성 요소를 만드는 데 강력하고 오래 지속되는 재료가 필요합니다. 최근 NASA 글렌 연구 센터의 과학자들은 극한 조건에서 우주선과 제트 엔진 부품을 보다 효율적이고 안정적으로 만들 수 있는 잠재력을 지닌 혁신적인 금속 합금을 개발했습니다.
이미지 크레딧:압연 합금 특수 금속 공급업체/Pexels GRX-810이라는 새로운 합금은 NASA의 ARMD(Aeronautics Research Mission Directorate)가 운영하는 TTT(Transformational Tools and Technologies) 프로젝트에 따라 3D 프린팅을 사용하여 만들어졌습니다. TTT는 NASA를 위한 다양한 첨단 컴퓨터 및 실험 기술 개발에 참여해 왔습니다.
우주국에 따르면, 새로운 합금 GRX-810은 현대 소재에 비해 고온에서 우주선에 2배 더 높은 강도와 1000배 더 많은 내구성을 제공할 수 있습니다. 이는 더 견고할 뿐만 아니라 연료 소비량과 유지 관리 비용도 낮춥니다. 더욱이 글렌 연구원들이 GRX-810의 기존 합금에 대한 인장성을 테스트했을 때 전자는 인장 상태에서 파손되기 전에 후자보다 최대 3.5배 이상 구부러지거나 늘어날 수 있었습니다.
GRX-810 생성
GRX-810은 일반적으로 터빈 및 열교환 튜브와 같은 고온 환경에 사용되는 ODS(산화물 분산 강화) 합금으로 제조됩니다. ODS의 존재로 인해 GRX-810은 섭씨 1,090도(화씨 2,000도) 이상의 온도를 견딜 수 있습니다. ODS의 나노 크기 산화물 입자는 3D 프린팅 방법을 사용하여 합금 전체에 균일하게 분포됩니다.
GRX-810과 같은 재료의 개발은 시행착오 접근 방식을 포함하는 기존 방법으로는 수년이 걸릴 수 있습니다. 따라서 3D 프린팅 외에도 Glenn의 연구원들은 과학자들이 훨씬 저렴한 비용으로 합금의 최적 구성을 빠르게(몇 주 또는 몇 달 내에) 예측할 수 있는 계산 도구인 열역학 모델링을 사용했습니다. 이 도구는 이전에 NASA Vision 2040 연구에서 언급되었습니다.
NASA의 재료 연구 과학자인 Tim Smith는 "이 두 가지 프로세스(3D 프린팅 및 열역학 모델링)를 적용하여 재료 개발 속도를 대폭 가속화했습니다. 이제 우리는 이전보다 더 빠르고 더 나은 성능으로 새로운 재료를 생산할 수 있습니다."라고 말합니다.
GRX-810은 극한의 온도를 견딜 수 있을 뿐만 아니라 현재 NASA에서 사용하는 소재보다 내구성, 유연성, 유연성이 뛰어납니다. 또한 합금 소재는 두 배의 강도와 인상적인 오래 지속되는 성능을 갖추고 있음에도 불구하고 비교적 비용 효율적이고 가벼우며 전반적인 엔진 효율이 향상됩니다.
NASA 웹사이트에 게시된 보고서에 따르면 GRX-810을 사용하여 제트 엔진을 제작하면 위에서 언급한 재료 특성으로 인해 연료 소모가 줄어들고 유지 관리 비용이 낮아질 가능성이 높습니다.
"이 획기적인 발전은 재료 개발에 혁명적입니다. NASA가 비행의 미래를 변화시키려는 목표에 따라 더 강하고 더 가벼운 새로운 유형의 재료가 핵심 역할을 합니다. 이전에는 인장 강도가 증가하면 일반적으로 재료가 부서지기 전에 늘어나거나 구부러지는 능력이 낮아졌는데, 이것이 바로 우리의 새로운 합금이 놀라운 이유입니다."라고 TTT 프로젝트의 차장인 Dale Hopkins가 말했습니다.
GRX-810의 개발은 운영 비용을 절감하면서 더 좋고 안전한 항공기를 비행할 수 있는 기회를 제공하기 때문에 지속 가능한 비행을 달성하기 위한 중요한 단계입니다. 또한 이 합금은 열역학 모델링 및 3D 프린팅과 같은 새로운 기술이 첨단 비행 관련 기술 개발에서 수행할 수 있는 역할을 강조합니다.
따라서 가까운 미래에 GRX-810이 항공 및 우주 여행 산업을 변화시키는 것을 보더라도 놀라지 마십시오.
루펜드라 브라함바트
루펜드라 브라함바트(Rupendra Brahambhatt)는 지난 5년간 문화, 과학, 연예 뉴스를 취재한 경험이 풍부한 저널리스트이자 영화제작자입니다. 동물학 및 커뮤니케이션에 대한 배경 지식을 바탕으로 그는 전 세계 여러 지역의 가장 혁신적인 미디어 대행사와 적극적으로 협력해 왔습니다.
