L3HARRIS在國際空間站上測試材料的耐用性和性能

2024年3月，南極熊獲悉，美國航空航天和國防承包商L3Harris在國際空間站 (ISS) 實(shí)驗(yàn)室中測試3D打印的耐用材料，這些材料對(duì)衛(wèi)星組件的生產(chǎn)至關(guān)重要。


△將材料暴露在惡劣的太空環(huán)境中

L3Harris表示，在將3D打印材料用于航天器部件之前，必須進(jìn)行完備的測試，以確保其在近地軌道 (LEO) 的惡劣環(huán)境中具有抵抗能力。L3Harris 啟動(dòng)了一個(gè)項(xiàng)目，在SpaceX 第 27 次商業(yè)補(bǔ)給服務(wù) (CRS) 任務(wù)中測試 3D 打印射頻 (RF) 電路和各種材料樣本。這一舉措是繼2021 年在國際空間站上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)之后又一次實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)在兩個(gè)月內(nèi)提供了寶貴的數(shù)據(jù)。L3Harris 正在擴(kuò)展其材料測試范圍，以包括用于光子集成電路的光子材料，這是一種類似于計(jì)算機(jī)芯片的技術(shù)，但使用的是光而不是電子。

航空航天和國防行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者 L3Harris 的高級(jí)科學(xué)家和技術(shù)研究員 Arthur C. Paolella 說道：“我們很高興能夠?qū)?3D 打印材料進(jìn)行為期六個(gè)月的測試，并將新結(jié)果與之前的國際空間站實(shí)驗(yàn)和地面測試進(jìn)行比較，3D 打印太空材料的能力為衛(wèi)星設(shè)計(jì)和建造開辟了新的可能性，同時(shí)使航天器制造更具成本效益和效率。”

通過太空性能測試優(yōu)化材料
來自安柏里德爾航空大學(xué)無線設(shè)備和電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任Eduardo Rojas和他的學(xué)生正在協(xié)助這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，將利用位于空間站外部的材料國際空間站實(shí)驗(yàn)（MISSE）飛行設(shè)施。材料樣品將暴露在嚴(yán)酷的太空環(huán)境下，承受各種壓力，包括極端溫度和輻射，以評(píng)估其在惡劣條件下的性能。

Paolella 表示，從這些測試中獲得的結(jié)果將指導(dǎo)材料的完善和開發(fā)，以集成到衛(wèi)星制造過程中。此外，使用光子集成電路有望通過減少尺寸、重量和功率要求，同時(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸能力來增強(qiáng)衛(wèi)星通信。L3Harris 正在探索 3D 打印材料在太空中的其他應(yīng)用，例如衛(wèi)星部件之外的在軌制造和維修。

Paolella指出：“雖然我們可以在地球上一次針對(duì)其中一兩個(gè)因素測試這些材料的耐用性，但在國際空間站上可以一次性測試所有潛在危險(xiǎn)�！�


△先前在國際空間站上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)期間，用于無線電通信的各種 3D 打印材料樣本和 3D 打印射頻天線

太空制造的新發(fā)展
過去幾個(gè)月，3D 打印在太空制造中的應(yīng)用顯著加快：

2024年2月，AddUp與空中客車防務(wù)與航天公司根據(jù)歐洲航天局(ESA)合同開發(fā)了Metal3D 項(xiàng)目，推出了一種用于太空應(yīng)用的金屬 3D 打印機(jī)，該打印機(jī)由空中客車公司共同資助，旨在評(píng)估持續(xù)微重力下的增材制造。將由NASA NG-20 任務(wù)發(fā)射到國際空間站，并將在哥倫布艙中接受測試�？罩锌蛙嚬�司強(qiáng)調(diào)了太空制造在減少對(duì)地球供應(yīng)鏈依賴方面的潛力，實(shí)驗(yàn)旨在評(píng)估太空金屬打印的質(zhì)量，并為未來的外星任務(wù)提供信息。

2023年7月，Orbital Composites獲得了一份價(jià)值 170 萬美元的美國太空部隊(duì)合同，以推進(jìn)太空服務(wù)、組裝和制造 (ISAM) 天線。該團(tuán)隊(duì)與Axiom Space和Northrop Grumman等行業(yè)巨頭合作，旨在改造衛(wèi)星蜂窩寬帶和天基太陽能。公司計(jì)劃發(fā)射其第一個(gè)太空工廠模塊，并在 Axiom Station 上建立 ISAM“實(shí)驗(yàn)室”，隨著計(jì)劃擴(kuò)展到地球靜止軌道，Orbital 還與 Space Logistics 合作，改進(jìn)針對(duì) GEO 應(yīng)用的 ISAM 功能。