Zahtjevi istraživanja dubokog-svemira zahtijevaju materijale koji mogu izdržati ekstremne uvjete uz smanjenje mase. Lijevanje titana pokazalo se kao ključno proizvodno rješenje za komponente svemirskih letjelica, kombinirajući iznimnu čvrstoću-i-omjera težine metala s fleksibilnošću dizajna lijevanja po ulošku. Ova tehnologija omogućuje proizvodnju složenih, visoko-dijelova za svemirske misije sljedeće-generacije.
Napredne tehnike lijevanja titana sada proizvode komponente za pogonske sustave, strukturne okvire i znanstvene instrumente namijenjene međuplanetarnom putovanju. Proces počinje računalno-optimiziranim uzorcima voska koji objašnjavaju jedinstvene karakteristike skupljanja titana tijekom skrućivanja. Specijalizirani keramički kalupi na bazi-cirkonijevog oksida podnose visoku reaktivnost metala pri temperaturama lijevanja iznad 1700 stupnjeva. Pretaljivanje u vakuumskom luku osigurava da čistoća sirovine zadovoljava standarde ASTM B367 za primjenu u zrakoplovstvu.
Najnovija dostignuća u lijevanju titana rješavaju specifične izazove svemirskih okruženja. Modifikacije legura poboljšavaju mogućnosti zaštite od zračenja bez značajnih gubitaka mase. Precizna kontrola zrnate strukture povećava otpornost na zamor u uvjetima toplinskog ciklusa do kojih dolazi tijekom orbitalnih prijelaza. Novi sustavi zatvarača sprječavaju defekte-izazvane turbulencijama u strukturama tankih-stjenki koje su potrebne za-prijave osjetljive na težinu.
Svemirski teleskop James Webb i nadolazeća misija Mars Sample Return sadrže komponente od lijevanog titana. To uključuje kućišta optičkih instrumenata koja održavaju dimenzionalnu stabilnost u ekstremnim temperaturnim gradijentima i komponente potisnika koje podnose produljeno izlaganje pogonskim kemikalijama. NASA-ini certifikacijski zahtjevi za takve dijelove nalažu rigorozna ispitivanja uključujući mikrostrukturnu analizu, provjeru mehaničkih svojstava i modeliranje konačnih elemenata dugoročne-izvedbe.
Učinkovitost materijala predstavlja još jednu prednost lijevanja od titana za svemirske primjene. Proizvodnja gotovo-neto-oblika smanjuje otpad od obrade skupih legura za-zrakoplovnu upotrebu. Procesom se postižu stope iskorištenja materijala veće od 85% u usporedbi s 40-50% za tradicionalnu strojnu obradu iz gredica. Ovo očuvanje postaje sve važnije kako planeri misija ciljaju na udaljenija odredišta sa strogim ograničenjima mase tereta.
Istraživanja koja su u tijeku usmjerena su na poboljšanje pouzdanosti lijevanja za velike strukturne komponente potrebne za lunarne baze i vozila za tranzit Marsa. Povećanje proizvodnje uz održavanje mikrostruktura-bez kvarova predstavlja tehničke izazove s kojima se inženjeri materijala suočavaju putem računalnog modeliranja i naprednog praćenja procesa. Razvoj-tehnika korištenja resursa na licu mjesta mogao bi na kraju omogućiti lijevanje titana korištenjem izvanzemaljskih materijala, dodatno smanjujući zahtjeve-za masom lansiranja Zemlje.
Kako svemirske agencije i privatne zrakoplovne tvrtke planiraju ambicioznije misije izvan Zemljine orbite, lijevanje titana igrat će sve veću ulogu u proizvodnji svemirskih letjelica. Sposobnost tehnologije da proizvede lagane, izdržljive komponente složene geometrije čini je nezamjenjivom za prevladavanje inženjerskih izazova istraživanja dubokog-svemira. Stalni napredak u kontroli procesa i razvoju legura obećava daljnje poboljšanje performansi i pouzdanosti dijelova od lijevanog titana u teškim uvjetima svemira.
