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3D資訊
首頁 > 資訊中心山東青島3D打印金屬用于星際太陽能火箭
發(fā)布時(shí)間：2020-12-01
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太陽能推進(jìn)系統(tǒng)將不使用可燃燃料，而是利用太陽中的氫，將其加熱，然后通過噴嘴噴出以產(chǎn)生推力。人們認(rèn)為，太陽推進(jìn)不僅可以加速到達(dá)太陽風(fēng)頂（太陽系邊緣）的過程，而且還可以使探測器行進(jìn)的距離比以前想象的更遠(yuǎn)。據(jù)APL的科學(xué)家Jason Benkoski稱，太陽能推進(jìn)系統(tǒng)的效率大約是目前常規(guī)化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)的三倍。
本科斯基告訴《連線》雜志：“我們希望制造出比以往任何時(shí)候都更快，更遠(yuǎn)，更靠近太陽的航天器。”
為了做到這一點(diǎn)，APL的科學(xué)家們正在探索如何將金屬3D打印技術(shù)用于火箭的防熱罩。根據(jù)本科斯基的說法，增材制造是開發(fā)隔熱罩的一個(gè)“關(guān)鍵組成部分”，同時(shí)也是材料科學(xué)的進(jìn)步。
星際探測圖形
到達(dá)太陽風(fēng)頂
太陽風(fēng)頂層距離地球約110億英里，是太陽作為熱源的影響結(jié)束、星際空間開始的地方。之前只有兩艘飛船離開過我們的太陽系，旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)，它們最初的任務(wù)是探索木星和土星?！奥眯姓摺碧?hào)以每小時(shí)3萬英里的速度飛行，花了大約50年時(shí)間才到達(dá)太陽系的邊緣。
借助其新的太陽能推進(jìn)系統(tǒng)，APL科學(xué)家希望大大加快這一旅程的時(shí)間，并進(jìn)一步探索這一新領(lǐng)域。
為此，航天器必須難以置信地靠近太陽才能進(jìn)行Oberth機(jī)動(dòng)，這實(shí)際上將太陽變成了巨大的彈弓。隨著航天器在太陽周圍循環(huán)運(yùn)動(dòng)，太陽的重力就像一個(gè)力的倍增器，在發(fā)射引擎時(shí)會(huì)提高飛船的速度。在這種機(jī)動(dòng)過程中，航天器越靠近太陽，它就會(huì)越快。
加強(qiáng)隔熱罩
為了使航天器能夠通過離太陽僅一百萬英里的距離，科學(xué)家正在研究用于防護(hù)隔熱罩的新材料。當(dāng)常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在火箭的末端時(shí)，太陽能推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)將集成在航天器的護(hù)罩本身中。
防護(hù)罩由黑色碳泡沫制成，一側(cè)涂有白色反光材料。當(dāng)航天器在太陽旁經(jīng)過時(shí)，它將吸收釋放的氫進(jìn)入其防護(hù)罩的脈管系統(tǒng)，然后將其從管道末端的噴嘴膨脹并爆炸，從而產(chǎn)生推力。
在執(zhí)行任務(wù)期間，飛船將在大約4,500華氏度的溫度下花費(fèi)大約兩個(gè)半小時(shí)，這促使科學(xué)家們探索了可以在外部涂覆的新材料，以更好地反射熱能。研究小組還必須研究如何防止熱氫在防護(hù)罩內(nèi)爆炸，并確定了一些可能適合在防護(hù)罩通道內(nèi)部進(jìn)行涂層的材料。
增材制造在這些新材料的測試階段中發(fā)揮了重要作用，科學(xué)家們能夠在實(shí)驗(yàn)室中3D打印金屬。
自2019年以來，NASA和APL一直在研究星際任務(wù)的概念，并將在明年年底將他們的研究成果提交給美國國家科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)院的太陽物理學(xué)十年調(diào)查，這將決定下一個(gè)十年與太陽相關(guān)的科學(xué)優(yōu)先事項(xiàng)。
日光層和星際介質(zhì)
ICON將作為NASA奧林巴斯計(jì)劃的一部分，開發(fā)一種在月球上進(jìn)行3D打印的
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