欧洲航天局测试3D打印立体小卫星

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卫星技术与应用的不断发展,人们在要求降低卫星成本、减小风险的同时,迫切需要加快卫星开发研制周期。特别是单一任务的专用卫星,以及卫星组网,更需要投资小、见效快的卫星技术。小卫星技术因此应运而生。哈佛-史密森天体物理研究中心航天历史学家Jonathan McDowell说:“10年之后,小卫星将为科研作出巨大贡献,绝非仅仅是露一下脸而已。”

欧洲航天局(ESA)已经推出了一项新的3D打印CubeSat立体小卫星项目,材质为PEEK塑料。随着第一次测试运行正式进行,欧空局旨在使这些3D打印的微型卫星投入商业应用,并配有内部电气线路。而仪器、电路板和太阳能电池板只需要插入即可。

欧洲航天局看好PEEK在航天领域的应用前景,欧洲航天局空间材料与技术专家Ugo Lafont解释说:“PEEK是一种热塑性塑料,在强度、稳定性和耐温性方面具有非常好的固有性能,熔点在370℃左右。 PEEK非常强大,可以替代某些金属部件。”

欧洲航天局已经开始与葡萄牙聚合物工程公司PIEP建立新的合作伙伴关系。这种合作伙伴关系将共同创造了一种可3D打印的PEEK,通过向材料中加入特定的纳米填料而具有导电性。

Ugo Lafont指出:“PEEK塑料通过与不同的材料混合,根据需要调整其性能,使其具有更强的机械性能或更轻薄。在这种情况下,这种纤维增强的PEEK材料可以用作我们3D打印过程中的标准材料。”

代尔夫特理工大学的Lafont和Stefan Siarov展示了CubeSats的3D打印设备。Siarov指出,不仅Lafont和Siarov的3D打印PEEK立方体卫星能够在太空飞行,而且卫星身体也将具有很高的功能。这些专门的立体小卫星包含导电线,而不是通常用于连接不同CubeSat子系统的线束,从而节省时间、空间和能量。

正如Lafont指出的那样,CubeSats只是开启了3D打印PEEK可能性的一个切入点。后续方面,欧空局人类航天与机器人探索与材料的物理及化学团队之间将开展新合作,开发出空间优化的PEEK打印机。针对零重力情况下做3D打印测试,这样3D打印机最终将在国际空间站上为宇航员服务。

Lafont声称,这一愿景将使新的空间维护策略成为可能。 “空间站宇航员需要各种物品,所有物品目前需要从地球运输:从螺丝刀、水阀到密封容器等等的一切。所有这些以后可以通过3D打印出来,甚至包括牙刷 – 因为PEEK是生物相容的。”

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