आज़ादेह हाघघी
इलिनोइस विश्वविद्यालय, शिकागो
अंतरिक्ष में विनिर्माण और संयोजन नासा के दीर्घकालिक अन्वेषण लक्ष्यों के लिए महत्वपूर्ण हैं, खासकर चंद्रमा और मंगल मिशन के लिए। अंतरिक्ष में वेल्डिंग तकनीक को तैनात करने से संरचनाओं के संयोजन और मरम्मत में मदद मिलती है, जिससे पृथ्वी से साजो-सामान का बोझ और आपूर्ति की जरूरतें कम हो जाती हैं। अंतरिक्ष की अनूठी चुनौतियों और चरम स्थितियों – उच्च तापीय विविधता, माइक्रोग्रैविटी और वैक्यूम – के लिए एक-शॉट वेल्ड परिदृश्यों में विश्वसनीयता, दोहराव, सुरक्षा और संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करने के लिए उन्नत वेल्डिंग तकनीकों और कम्प्यूटेशनल उपकरणों की आवश्यकता होती है। पहली बार, यह परियोजना तीन प्रमुख कारकों पर ध्यान केंद्रित करके इन चुनौतियों की जांच करती है: (1) अंतरिक्ष में बहुत कम तापमान एल्यूमीनियम मिश्र धातु जैसी उच्च तापीय चालकता सामग्री की वेल्डेबिलिटी को कम कर देता है, जिससे मजबूत, दोष-मुक्त वेल्ड प्राप्त करना कठिन हो जाता है। (2) अंतरिक्ष में अत्यधिक निर्वात मिश्रधातु तत्वों के क्वथनांक को कम कर देता है, जिससे वेल्डिंग के दौरान कीहोल ज्यामिति बदल जाती है। यह चयनात्मक वाष्पीकरण वेल्ड की अंतिम रासायनिक संरचना को बदल देता है, जिससे इसकी सूक्ष्म संरचना और गुण प्रभावित होते हैं। (3) माइक्रोग्रैविटी पिघले हुए पूल के अंदर तरल धातु के उछाल-संचालित प्रवाह को लगभग समाप्त कर देती है, गैस के बुलबुले को बाहर निकलने से रोकती है, जिससे वेल्ड में छिद्र और दोष होता है। भौतिकी-सूचित मशीन लर्निंग के साथ एकीकृत बहु-स्तरीय बहु-भौतिकी मॉडल और आगे/उलटा अनिश्चितता परिमाणीकरण तकनीकों का उपयोग करके इन महत्वपूर्ण कारकों की जांच करके, यह परियोजना चरम स्थान/के तहत वेल्डिंग प्रक्रियाओं का मूल्यांकन करने के लिए पहली बार वास्तविक समय डिजिटल ट्विन प्लेटफॉर्म प्रदान करती है। चंद्र स्थितियाँ. मॉडलों को पृथ्वी-आधारित प्रयोगों, परवलयिक उड़ान परीक्षणों और दुनिया भर में विभिन्न डेटाबेस और एजेंसियों से सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटा के माध्यम से मान्य किया जाता है। इसके अलावा, स्थापित मॉडल चंद्रमा पर इन-सीटू संसाधन उपयोग का समर्थन करने के लिए विस्तार की सुविधा प्रदान करेंगे, जिसमें रेजोलिथ जैसी स्थानीय रूप से प्राप्त सामग्री का उपयोग करके निर्माण और मरम्मत भी शामिल है। स्थापित मौलिक वैज्ञानिक ज्ञान परीक्षण-और-त्रुटि को कम करेगा, अंतरिक्ष में उच्च गुणवत्ता वाले एक-शॉट वेल्ड को सक्षम करेगा, और पुन: कार्य की आवश्यकता को कम करेगा, जिससे अंतरिक्ष मिशनों के लिए आवश्यक लागत और समय में काफी कमी आएगी।