Misión Rover Marte de NASA: Claves de Fabricación Inteligente

NASA aterrizó otro rover en Marte en febrero, gracias en parte al trabajo y liderazgo de Adam Steltzner. SME's Smart Manufacturing lo entrevistó poco después, justo cuando bajaba del teléfono con el Presidente de EE. UU. Joe Biden.

Adam, ¿cuáles fueron las cosas más interesantes que aprendiste preparando la misión Perseverance?

Primero, que puedes hacer un montón desde tu oficina en casa. Segundo, que hay un montón de cosas mal con tu oficina en casa y lo que puedes hacer. Tercero, que un equipo dedicado de individuos realmente puede agacharse y empujar algo sobre la línea de meta. Estaba preocupado cuando golpeó la pandemia de que no lo lograríamos para el lanzamiento, y lo hicimos. Desde el aterrizaje, hemos aprendido que nuestra planificación estuvo justo en el clavo. Recibimos un montón de video de vuelta del proceso de aterrizaje. Y pudimos ver cosas que nunca habíamos visto antes, y se veía muy similar a cómo lo imaginamos que sería. Eso también fue muy gratificante.

¿Habría tenido éxito la misión sin fabricación inteligente?

Absolutamente no. Hay todo tipo de lugares donde necesitamos subir nuestro juego de manufactura. Notablemente, lugares donde hacemos trabajo aditivo, algunos de nuestros esfuerzos de electrónica. En el helicóptero Ingenuity, estamos utilizando piezas de tecnología de celular disponible comercialmente, y esas son fabricadas inteligentemente para eficiencia y rendimiento. La fabricación inteligente es muy importante. Es parte de ser "inteligente".

Por favor, cuéntanos más sobre el papel que jugó la manufactura aditiva.

Tenemos varias piezas en la nave espacial que simplemente no tenían buen sentido. Sus diseños están impulsados por forma, por geometría. Un gran ejemplo serían algunos de los objetivos de calibración que estamos usando para nuestras cámaras. Nos gustaría tenerlos hechos de titanio, pero no necesitamos que estén huecos de una sola forja monolítica, porque no necesitamos las propiedades mecánicas. Así que, un enfoque aditivo es una gran solución.

Todavía estamos haciendo el cambio a técnicas aditivas. Lo que construimos tiende a tener una alta demanda en resistencia a peso, y una alta demanda en resistencia a peso confiable y verificable. Así que, estamos ansiosos por aplicaciones para aditivo en esos dominios a medida que aprendemos cómo ser más ciertos de nuestras propiedades mecánicas de los elementos aditivos.

Porque resistencia a peso verificable es una de las cosas más importantes que tienes que mirar?

Sí. Y hay veces cuando no puedes mecanizar sustractivamente una cosa y obtener todo el material que podrías de ella. Y puedes hacer un enfoque aditivo y terminar con algo que tiene la cantidad correcta de material en los lugares correctos. Ese es un gran bono para nosotros.

¿Cuánta diferencia hacen unas pocas libras extra en una misión como esta?

Hay diferentes formas de pensar en lo que nos cuesta la masa. En algún nivel, podrías decir esto: Gastamos aproximadamente $200 millones en nuestro vehículo de lanzamiento. Y eso puso un poco más de 1,000, 1,025 kg de rover en la superficie de Marte. Eso es bastante dólares por kilo. Así que, cada kilo cuenta.

Eso ni siquiera le hace justicia porque solo somos capaces de entregar una cierta cantidad de material, una cierta cantidad de masa, a la superficie de Marte. Así que, si hubiéramos estado 100 kilos por encima, no habríamos podido hacer el trabajo. Así que, la masa es primordial. La ecuación del cohete es un amo duro. Exige que la carga útil, la cosa en la parte superior del cohete, que es lo que construimos, sea la cosa más pequeña y ligera posible que pueda ser.

Entendemos que la placa de circuito que trabaja con las cámaras era importante. Y hemos oído sobre Tempo Automation simulando la placa antes de producción. ¿Por qué fueron estas buenas ideas?

Necesitamos entender que lo que vamos a construir y armar va a hacer el trabajo. Manufacturamos en una gama de formas, incluyendo, tristemente, algunos soldadores de estaño y alambre blanco de la vieja escuela. Pero tenemos que entender que nuestros diseños son viables y cumplirán los requisitos. Todo lo que hacemos, desde papel y lápiz hasta técnicas modernas de fabricación inteligente, incluyendo simulación de circuitos, es esencial para nosotros saber que cuando juntemos esto, va a hacer el trabajo.

¿Qué otros avances de fabricación inteligente han surgido de Perseverance?

Usamos muchos sub-ensamblajes provistos por vendedores, en el helicóptero Ingenuity, en los sistemas de cámara para las entradas y aterrizajes, e incluso dentro de algunos de nuestros instrumentos. Y todos esos usan una variedad de técnicas de fabricación inteligente para cumplir nuestro costo y cronograma.

También estamos buscando cada vez más oportunidades para explotar electrónica de consumo terrestre en formas novedosas. Como multi-votación, para evitar problemas con intolerancia a radiación, eventos únicos transitorios.

Así que, nos estamos apoyando cada vez más en materiales manufacturados para aplicaciones terrestres, y esas corrientes de manufactura usan fuertemente técnicas de fabricación inteligente porque la aplicación terrestre es tan competitiva.

Amamos esos materiales porque entendemos la fiabilidad muy bien.

Estamos usando el chip Snapdragon de Qualcomm del celular. Ese ha estado fuera en un par de millones de celulares. Es muy difícil comprar ese tipo de programa de prueba a través de tiempo o unidades, cuando estás construyendo cosas a medida. En el futuro, creo que verán que estamos alcanzando otras corrientes de manufactura, corrientes de manufactura que ellas mismas son usuarios clave de técnicas de fabricación inteligente.

Así que, las lecciones fluirán en ambas direcciones?

Creo que lo harán. Quiero decir, ciertamente en un sentido de aplicación, la gente llega a ver formas novedosas de aplicar fabricación inteligente en algo tan hermoso y magnífico como nuestro gran rover gordo.

¿Qué más sobre la misión te gustaría agregar, Adam?

Continuamos encontrando nuevas aplicaciones para técnicas de fabricación inteligente en el desarrollo de nuestras naves espaciales. Creo que, con cada misión sucesiva, veremos más inclusión de técnicas de fabricación inteligente, más notablemente en la construcción mecánica y para manufactura aditiva. Así que, estamos emocionados y expectantes hacia nuestro futuro.