Darmowe drukowanie 3D anten satelitarnych w kosmosie opracowane przez Mitsubishi Electric – SatNews

Darmowe drukowanie 3D anten satelitarnych w kosmosie opracowane przez Mitsubishi Electric – SatNews
Wykonanie i rozmieszczenie anteny satelitarnej w kosmosie (po lewej)

Mitsubishi Electric (Tokio: 6503) opracował technologię wytwarzania przyrostowego na orbicie, która wykorzystuje światłoczułą żywicę i słoneczne promienie ultrafioletowe do drukowania anten satelitarnych 3D w próżni kosmicznej.

Nowa technologia wykorzystuje nowo opracowaną płynną żywicę, która została specjalnie zaprojektowana do stabilizacji próżni. Żywica umożliwia wytwarzanie struktur w kosmosie przy użyciu niskoenergetycznego procesu, w którym do fotopolimeryzacji wykorzystuje się promienie ultrafioletowe słońca.

Technologia ta jest w szczególności odpowiedzią na wyzwanie wyposażania małych, niedrogich autobusów kosmicznych w duże konstrukcje, takie jak reflektory antenowe o dużym wzmocnieniu, i umożliwia wytwarzanie na orbicie struktur, które znacznie przekraczają wymiary pojazdu startowego. Oczekuje się, że produkcja na bazie żywicy na orbicie umożliwi tworzenie cieńszych i lżejszych konstrukcji statków kosmicznych niż konstrukcje konwencjonalne, które muszą wytrzymać naciski na wystrzelenie i wprowadzenie na orbitę, zmniejszając w ten sposób ogólną masę satelity i koszty wystrzelenia.

Konstrukcje anten statków kosmicznych stanowią wyzwanie ze względu na ich sprzeczne wymagania w zakresie wysokiego zysku, szerokiego pasma i niewielkiej wagi. Wysokie wzmocnienie i szerokie pasmo koniecznie wymagają dużej apertury, ale ekonomiczne rozmieszczenie orbitalne tradycyjnie wymaga, aby konstrukcje były lekkie i wystarczająco małe, aby zmieścić się lub złożyć wewnątrz pojazdu startowego lub mechanizmu rozmieszczania satelity. Innowacyjne podejście Mitsubishi Electric – produkcja orbity z żywicy – ​​pozwala uzyskać anteny o dużym wzmocnieniu, szerokopasmowe i o dużej aperturze, rozmieszczone z lekkiej, odpornej na wibracje wiązki startowej. Opracowując drukarkę 3D, która wytłacza dostosowaną do potrzeb żywicę utwardzaną promieniami UV, zaprojektowaną do tworzenia swobodnej, niskoenergetycznej żywicy próżniowej (Bez konieczności stosowania pomocniczych konstrukcji wsporczychProdukcja przyrostowa w kosmosie jest teraz możliwa.

Cechy
1) Drukarka 3D do darmowego wytwarzania anten w próżni
Drukarka 3D ma wspólne wsporniki anteny i silniki do regulacji kąta.
Rozmiar anteny nie ogranicza się do rozmiaru aerodynamicznego rakiety nośnej ani rozmiaru nośnika satelitarnego.
– Produkcja na orbicie eliminuje potrzebę konstrukcji anteny odpornej na wibracje i wstrząsy podczas startu, co jest niezbędne w przypadku konwencjonalnych anten-reflektorów, co umożliwia zmniejszenie masy i grubości anten-reflektorów, co przyczynia się do zmniejszenia liczby satelitów waga i koszty uruchomienia.
Zakładając, że zastosowano specyfikację 3U cubessat (100 x 100 x 300 mm), odbłyśnik antenowy o średnicy 165 mm, który jest większy niż rozmiar magistrali Cubesat, został wykonany w powietrzu i potwierdzono zysk 23,5 dBi w paśmie Ku ( 13,5 GHz).

Schemat (po lewej) i obraz (po prawej) drukarki 3D.

2) pierwsza na świecie** (stan na 17.05.2022, według badań firmy) żywica światłoczuła o stabilności nadająca się do wytłaczania i utwardzania próżniowego
– Komercyjne żywice światłoczułe mają niską masę cząsteczkową i wysoką prężność par i nie nadają się do zastosowań próżniowych, gdzie wrze i przedwcześnie polimeryzują. Nowo opracowana żywica utwardzana promieniowaniem UV wykorzystuje bazę oligomerową o wysokiej masie cząsteczkowej i niskiej prężności pary zmieszaną z odpornym na próżnię plastyfikatorem na bazie nielotnego poliwinyloeteru, aby uzyskać odpowiednią lepkość do wytłaczania próżniowego.
– Ponieważ większość inhibitorów polimeryzacji wymaga tlenu atmosferycznego jako katalizatora, aby zapobiec przedwczesnej polimeryzacji i nie działa w próżni, nowa formuła żywicy wykorzystuje inhibitory, które nie zależą od obecności tlenu i mają prawie zerową lotność.
– Pod wpływem promieni UV żywica polimeryzuje poprzez sieciowanie w ciało stałe, które jest odporne na ciepło do co najmniej 400°C, co przekracza maksymalną temperaturę, na jaką wystawiona jest orbita.
Wykorzystanie światła słonecznego do polimeryzacji i utwardzania eliminuje potrzebę oddzielnego źródła światła ultrafioletowego, umożliwiając produkcję niskoenergetyczną.
suma.

READ  Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba z NASA nie uderzy w Świętego Mikołaja podczas startu w te Święta Bożego Narodzenia

przyszły rozwój
Orbitalne, żywiczne wytwarzanie małych satelitów przez Mitsubishi Electric umożliwia dużym satelitom wykorzystanie potencjału dużych satelitów, obniżając koszty wystrzeliwania i umożliwiając bardziej niż kiedykolwiek wcześniej wykorzystanie technologii satelitarnej w zastosowaniach takich jak komunikacja i obserwacja Ziemi (EO). Oczekuje się, że te rozszerzone możliwości umożliwią terminowe dostarczanie obrazów satelitarnych i danych monitoringu, które zaspokoją różnorodne potrzeby osób i organizacji.

Elise Haynes

„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”

Rekomendowane artykuły

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *