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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)布時間:2020-12-01
瀏覽人次:1296次
太陽能推進系統(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。人們認為,太陽推進不僅可以加速到達太陽風頂(太陽系邊緣)的過程,而且還可以使探測器行進的距離比以前想象的更遠。據(jù)APL的科學家Jason Benkoski稱,太陽能推進系統(tǒng)的效率大約是目前常規(guī)化學發(fā)動機的三倍。
本科斯基告訴《連線》雜志:“我們希望制造出比以往任何時候都更快,更遠,更靠近太陽的航天器?!?/span>
為了做到這一點,APL的科學家們正在探索如何將金屬3D打印技術用于火箭的防熱罩。根據(jù)本科斯基的說法,增材制造是開發(fā)隔熱罩的一個“關鍵組成部分”,同時也是材料科學的進步。
![](http://www.unlands.com/upload/ckfinder/images/202012010857036270.jpg)
星際探測圖形
到達太陽風頂
太陽風頂層距離地球約110億英里,是太陽作為熱源的影響結束、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號和旅行者2號,它們最初的任務是探索木星和土星。“旅行者”號以每小時3萬英里的速度飛行,花了大約50年時間才到達太陽系的邊緣。
借助其新的太陽能推進系統(tǒng),APL科學家希望大大加快這一旅程的時間,并進一步探索這一新領域。
為此,航天器必須難以置信地靠近太陽才能進行Oberth機動,這實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)運動,太陽的重力就像一個力的倍增器,在發(fā)射引擎時會提高飛船的速度。在這種機動過程中,航天器越靠近太陽,它就會越快。
加強隔熱罩
為了使航天器能夠通過離太陽僅一百萬英里的距離,科學家正在研究用于防護隔熱罩的新材料。當常規(guī)發(fā)動機安裝在火箭的末端時,太陽能推進發(fā)動機將集成在航天器的護罩本身中。
防護罩由黑色碳泡沫制成,一側涂有白色反光材料。當航天器在太陽旁經(jīng)過時,它將吸收釋放的氫進入其防護罩的脈管系統(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)行任務期間,飛船將在大約4,500華氏度的溫度下花費大約兩個半小時,這促使科學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罩內(nèi)爆炸,并確定了一些可能適合在防護罩通道內(nèi)部進行涂層的材料。
增材制造在這些新材料的測試階段中發(fā)揮了重要作用,科學家們能夠在實驗室中3D打印金屬。
自2019年以來,NASA和APL一直在研究星際任務的概念,并將在明年年底將他們的研究成果提交給美國國家科學院、工程院和醫(yī)學院的太陽物理學十年調查,這將決定下一個十年與太陽相關的科學優(yōu)先事項。
![](http://www.unlands.com/upload/ckfinder/images/202012010857261426.jpg)
日光層和星際介質
![](http://www.unlands.com/upload/ckfinder/images/202012010857425020.jpg)
ICON將作為NASA奧林巴斯計劃的一部分,開發(fā)一種在月球上進行3D打印的
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