Smart Manufacturing Takeaways von der letzten Reise der NASA zum Mars

Die NASA hat im Februar einen weiteren Rover auf dem Mars gelandet, teilweise dank der Arbeit und Führung von Adam Steltzner. Smart Manufacturing von KMU interviewte ihn kurz darauf – gerade als er mit US-Präsident Joe Biden telefonierte.

Adam, was waren die interessantesten Dinge, die Sie bei der Vorbereitung auf die Perseverance-Mission gelernt haben?

Erstens, dass man im Home Office wahnsinnig viel machen kann. Zweitens, dass mit Ihrem Home Office vieles nicht stimmt und was Sie dagegen tun können. Drittens, dass ein engagiertes Team von Einzelpersonen sich wirklich zusammenknien und etwas über die Ziellinie schieben kann. Als die Pandemie zuschlug, war ich besorgt, dass wir es nicht bis zum Start schaffen würden, und wir haben es geschafft. Seit der Landung haben wir gelernt, dass unsere Planung auf den Punkt genau war. Wir haben ein paar Videos von der Landung zurückbekommen. Und wir konnten Dinge sehen, die wir noch nie zuvor gesehen haben – und es sah sehr ähnlich aus, wie wir es uns vorgestellt hatten. Auch das war sehr erfreulich.

Wäre die Mission ohne Smart Manufacturing erfolgreich gewesen?

Absolut nicht. Es gibt alle möglichen Stellen, an denen wir unser Herstellungsspiel zur Sprache bringen müssen. Vor allem Orte, an denen wir additive Arbeiten ausführen, einige unserer Elektronikbemühungen. Im Ingenuity-Hubschrauber verwenden wir Einzelteile aus handelsüblicher Mobiltelefontechnologie, die für Effizienz und Durchsatz intelligent hergestellt werden. Smart Manufacturing ist sehr wichtig. Es gehört dazu, „intelligent“ zu sein.

Erzählen Sie uns bitte mehr über die Rolle der additiven Fertigung.

Wir haben mehrere Teile am Raumschiff, die einfach keinen Sinn ergeben. Ihre Designs werden von Form und Geometrie bestimmt. Ein gutes Beispiel wären einige der Kalibrierungsziele, die wir für unsere Kameras verwenden. Wir hätten sie gerne aus Titan, aber wir brauchen es nicht aus einem einzigen, monolithischen Schmiedestück ausgehöhlt, weil wir die mechanischen Eigenschaften nicht brauchen. Daher ist ein additiver Ansatz eine großartige Lösung.

Wir stellen immer noch auf additive Techniken um. Was wir bauen, hat in der Regel einen hohen Bedarf an Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht und einen hohen Bedarf an zuverlässiger, überprüfbarer Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht. Wir freuen uns also auf Anwendungen für Additive in diesen Bereichen, während wir lernen, wie wir unsere mechanischen Eigenschaften der additiven Elemente sicherer machen können.

Weil Stärke zu überprüfbarem Gewicht eines der wichtigsten Dinge ist, auf die Sie achten müssen?

Ja. Und es gibt Zeiten, in denen Sie eine Sache nicht subtraktiv bearbeiten und so viel Material wie möglich herausholen können. Und Sie können einen additiven Ansatz verfolgen und am Ende etwas haben, das die richtige Menge an Material an den richtigen Stellen hat. Das ist ein großer Bonus für uns.

Wie viel Unterschied machen ein paar zusätzliche Pfunde bei einer Mission wie dieser?

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, darüber nachzudenken, was Masse uns kostet. Auf einer gewissen Ebene könnte man sagen:Wir haben ungefähr 200 Millionen Dollar für unsere Trägerrakete ausgegeben. Und das brachte etwas mehr als 1.000 – 1.025 kg Rover auf die Marsoberfläche. Das ist ziemlich viel Dollar pro Kilo. Da zählt jedes Kilo.

Das wird dem nicht einmal gerecht, weil wir nur eine bestimmte Menge an Material, eine bestimmte Menge an Masse auf die Marsoberfläche bringen können. Wenn wir also 100 Kilo mehr gehabt hätten, hätten wir die Arbeit nicht erledigen können. Masse steht also im Vordergrund. Die Raketengleichung ist ein harter Meister. Es verlangt, dass die Nutzlast – das Ding oben auf der Rakete, das wir gebaut haben – das kleinste und leichteste Ding ist, das es sein kann.

Wir verstehen, dass die Platine, die mit den Kameras funktioniert, wichtig war. Und wir haben gehört, dass Tempo Automation das Board vor der Produktion simuliert. Warum waren das gute Ideen?

Wir müssen verstehen, dass das, was wir bauen und zusammenstellen, die Arbeit erledigen wird. Wir fertigen auf verschiedene Arten, einschließlich leider einiger sehr alter Lötkolben und weißer Drähte. Aber wir müssen verstehen, dass unsere Entwürfe realisierbar sind und die Anforderungen erfüllen. Alles, was wir tun – von Stift und Papier bis hin zu modernen intelligenten Fertigungstechniken, einschließlich der Simulation der Schaltkreise – ist für uns von entscheidender Bedeutung, da wir wissen, dass dieses Ding, wenn wir es zusammenbauen, die Arbeit erledigen wird.

Welche anderen intelligenten Fertigungsfortschritte sind aus Perseverance hervorgegangen?

Wir verwenden viele von Lieferanten bezogene Unterbaugruppen – im Ingenuity-Hubschrauber, in den Kamerasystemen für die Ein- und Landungen und sogar in einigen unserer Instrumente. Und all diese verwenden eine Vielzahl intelligenter Fertigungstechniken, um unsere Kosten und unseren Zeitplan einzuhalten.

Wir suchen auch zunehmend nach Möglichkeiten, terrestrische Unterhaltungselektronik auf neuartige Weise zu nutzen. Wie Multi-Voting, um Probleme mit Strahlenunverträglichkeit zu vermeiden, vorübergehende Störungen bei einzelnen Ereignissen.

Wir stützen uns also immer mehr auf Materialien, die für terrestrische Anwendungen hergestellt werden – und diese Fertigungsströme verwenden stark intelligente Fertigungstechniken, weil die terrestrische Anwendung so wettbewerbsfähig ist.

Wir lieben diese Materialien, weil wir die Zuverlässigkeit sehr gut kennen.

Wir verwenden den Snapdragon-Chip von Qualcomm aus dem Mobiltelefon. Das ist in ein paar Millionen Handys herausgekommen. Es ist sehr schwierig, diese Art von Testprogramm über Zeit oder Einheiten zu kaufen, wenn Sie benutzerdefinierte Sachen erstellen. Ich denke, Sie werden in Zukunft sehen, dass wir andere Fertigungsströme erreichen – Fertigungsströme, die selbst sehr wichtige Anwender intelligenter Fertigungstechniken sind.

Also werden die Lektionen in beide Richtungen fließen?

Ich denke, das werden sie. Ich meine, sicherlich im Sinne der Anwendung, die Leute sehen neue Möglichkeiten, intelligente Fertigung in etwas so Schönem und Prächtigem wie unserem großen, fetten Rover anzuwenden.

Was möchtest du noch zur Mission hinzufügen, Adam?

Wir finden weiterhin neue Anwendungen für intelligente Fertigungstechniken bei der Entwicklung unserer Raumfahrzeuge. Ich denke, mit jeder weiteren Mission werden wir eine stärkere Einbeziehung intelligenter Fertigungstechniken sehen, insbesondere im mechanischen Bau und in der additiven Fertigung. Wir sind also gespannt und freuen uns auf unsere Zukunft.