据美国宇航局报道，它最近测试了一种复杂的添加剂制造的火箭发动机涡轮泵，液态甲烷是一种理想的推进剂，用于为NASA的火星之旅提供多种航天器所需的发动机。
涡轮泵由涡轮机组成，涡轮机旋转以驱动泵，涡轮机用于向发动机供应燃料。在全功率测试期间，涡轮机产生600马力，燃油泵转速超过每分钟36,000转，每分钟输送600加仑的半低温液态甲烷，足以为发动机提供超过22,500磅的推力。在较低功率水平下完成了另外三项测试。
“这是美国宇航局用液态甲烷测试的最复杂的火箭部件之一，这种推进剂可以很好地为火星着陆器和其他航天器提供燃料，”美国宇航局马歇尔太空飞行推进系统部经理玛丽贝丝科尔布尔说。阿拉巴马州亨茨维尔市中心。“增材制造或3D打印使得快速设计，制造和测试两个涡轮泵成为可能，这两个涡轮泵具有相同的设计，可与液态甲烷和液态氢推进剂配合使用。”
这种火箭发动机燃油泵有数百个零件，包括涡轮机，旋转速度超过90,000转/分。这种涡轮泵采用增材制造，比传统制造的泵减少了45%(Courtesy NASA)
2015年完成了使用液氧/液氢面包板发动机进行氢涡轮泵部件测试和测试。这些测试以及喷射器和其他火箭发动机部件的制造和测试为复杂火箭发动机的3D打印技术的进步和更高效的发展铺平了道路生产未来的航天器，包括甲烷动力着陆器。
“甲烷推进和增材制造是探索未来的关键技术，包括美国宇航局的火星之旅，”参与测试的马歇尔推进工程师格雷厄姆尼尔森说。“我们很高兴能够完成同时推进这两项技术的测试，并提高未来任务的能力。”
液态甲烷冷却至-159 ° C，而液态氢冷却至-240 ° C。液态甲烷的较高温度意味着它沸腾得更慢，因此更容易储存更长时间，这对火星任务来说是一个好处。此外，目前存在技术使得可以从二氧化碳制造甲烷火箭燃料，二氧化碳在火星大气中是充足的。
“通过展示相同的涡轮泵可以使用不同的燃料，我们已经证明，通用设计适用于由甲烷或氢气驱动的任何发动机，”设计涡轮泵的马歇尔工程师Marty Calvert补充道。“由于液态甲烷比氢气密度大得多，因此需要涡轮泵以不同的速度旋转，以向发动机提供相同数量的质量流量。”
测试确保3D打印部件在与着陆器，上升车辆和其他航天器类似的条件下成功运行。所有关于材料特性和性能的数据都汇编在NASA的材料和工艺技术信息系统(称为MAPTIS)中，该系统可供获得批准的用户使用。
“增材制造使我们能够制造涡轮泵，零件减少45%，”负责测试的Marshall推进工程师Nick Case说道。“这使得制造两个涡轮泵成为可能，使它们快速进入试验台并获得结果。我们的下一步将是测试液态甲烷涡轮泵和其他3-D印刷发动机部件，其配置与去年完成的液态氢测试相似。“