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意大利科学家3D打印国际空间站紫外望远镜

意大利国家核物理研究所(INFN)利用3D打印技术制作了一台紫外线望远镜的机械结构,该望远镜最近被送往国际空间站(ISS)。

未来三年内,意大利航天局(ASI)和俄罗斯航天局(Roscosmos)将利用3D打印的Mini-EUSO望远镜分析国际空间站的紫外线辐射。该项目的目的是为了更好地了解宇宙射线,并为未来的空间站任务打下技术基础。

"在整个Mini-EUSO机械结构的生产过程中使用Stratasys FDM 3D打印技术,使我们能够降低项目的整体成本,"Laboratori Nazionali di Frascati INFN的首席研究员、意大利国家实验室(Laboratori Nazionali di Frascati INFN)和意大利国家实验室(INFN)EUSO SPB2合作项目国家经理Marco Ricci说。

"这对我们来说是一个令人难以置信的结果,我不得不说,这是我从未预料到的3D打印技术。"

3D打印的Mini-EUSO面向国际空间站俄罗斯Zvezda舱的地球侧窗口 JEO-EUSO Progam

3D打印的太空望远镜

该空间望远镜被送往国际空间站,目的是在紫外光范围(300-400纳米)内绘制出高分辨率的地球图。为了成功地完成这一任务,该设备需要能够承受联盟号火箭发射到太空中的机械应力和振动。

利用Stratasys公司的Fortus 450mc 3D打印机和ULTEM 9085材料,INFN团队能够创造出符合严格的航天和国际空间站认证要求的结构。事实证明,由此产生的望远镜的机械框架比铝制的版本更轻,内部电流的绝缘性能也比它的前代产品更好。

Laboratori Nazionali di Frascati (LNF)在其意大利基地拥有数台Stratasys FDM机器,最近还安装了PolyJet能力。据利玛窦介绍,LNF的研究人员利用这项技术将成本降低了10倍,开发时间缩短了一年左右。

由于Mini-EUSO的时间分辨率高达2.5 us,因此能够探测到地球大气中的各种紫外线现象。在成功安装在国际空间站的低轨俄罗斯Zvezda舱上后,数据已经被成功地安装到了国际空间站的低轨俄罗斯Zvezda舱上,目前已经将数据发回地球进行分析。

"我们现在正在对Mini-EUSO记录的第一批数据进行分析,结果很有希望。"利玛窦补充道。"从研究人员的角度来看,我对这个项目的执行方式感到非常自豪,并对取得的成果感到非常兴奋。对我来说,现在已经很清楚3D打印可以为未来科学研究的成功和技术进步做出重大贡献。"

Mini-EUSO空间望远镜的飞行模型。照片JEM-EUSO

国际空间站上的快速成型制造

3D打印技术已被以不同的方式应用于国际空间站上的优化操作,并推动其研究目标的实现。

加州外太空制造商Made In Space(MIS)于2018年5月获得美国宇航局小型企业创新研究(SBIR)合同,开发其Vulcan Hybrid 3D打印机。该系统可兼容30多种不同材料,涵盖聚合物和金属,能够在轨道上生产耐用的高精度部件。

2019年10月,MIS与巴西石油化工公司Braskem为国际空间站创建了一个3D打印的塑料回收设施。'Braskem回收器'旨在提高国际空间站的制造能力的可持续性,减少从地球上补给任务的次数。

以色列3D打印机制造商Nanodimension公司于2019年5月获得以色列创新局的拨款批准,为国际空间站开发射频(RF)空间系统。该项目与佛罗里达州的通信公司哈里斯公司合作,利用其地面卫星跟踪站与3D打印的射频系统进行接触。

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