航空航天

RHP Technology 3D打印欧空局雅典娜太空望远镜“眼”原型

奥地利工业研发公司右投手技术3D打印出了一套可以形成“眼睛”的演示部件吗欧洲航天局的(欧洲航天局)的新太空望远镜。

“高能天体物理高级望远镜”,简称“雅典娜”,这架远程x射线望远镜正在建设中,以绘制热的宇宙气体和黑洞。RHP技术公司利用其新颖的“等离子金属沉积”3D打印工艺,为雅典娜公司生产了六个原型部件,证明了该技术的有效性,并有可能保证其在最终产品中的使用。

“RHP演示了大型3D零件可以打印用于空间应用,”Susanne Katzler Fuchs说Brimatech欧空局空间解决方案在奥地利的技术转让中间人。“未来,这项技术可以用于地球上的工业、航空或汽车应用。”

超大质量黑洞的概念图。
欧洲航天局的最终目标是在2033年建造并准备发射雅典娜。图片来自欧洲航天局。

雅典娜的cosmos-mapping追求

早在2014年6月,雅典娜就被宣布为ESA宇宙愿景2015-25计划的一部分,该计划有效地规划了该机构的长期战略目标。这个12米长的望远镜一旦建成,将配备最先进的仪器,使它能够调查黑洞的起源、形成和演化。

理论上,欧洲航天局的科学家将能够利用雅典娜号观测热宇宙物质在被黑洞吞噬前留下的x射线辐射,并测量由此产生的畸变以确定异常现象的行为。这台超精密望远镜还能让研究人员更好地了解其他天文现象,比如伽马暴和系外行星与恒星之间的磁场相互作用。

这台太空望远镜不是部署在陆地上,而是将搭载阿丽亚娜64号运载火箭发射到太阳-地球系统L2点附近的轨道上,在那里它每年将观测多达300个天体点。尽管雅典娜号最初计划在2028年发射,但后来被推迟到2033年,因为雅典娜号仍在建造中。

欧洲航天局科学和机器人探测主任Alvaro Giménez在项目启动时表示:“与以前的x射线任务相比,雅ena在科学能力上取得了重大飞跃。”“它的选择(发射)确保了欧洲在x射线天文学领域的成功,远远超过我们的旗舰天文台的寿命xmm -牛顿”。

两个机器人手臂被用来建造雅典娜望远镜的光学工作台。
RHP技术公司的3D打印技术很快就能应用于雅典娜的“光学工作台”(如图)的生产中。照片由欧洲航天局提供。

雅典娜原型的“眼睛”

为了展示其等离子金属沉积技术的潜力,并加快雅ena的发展,RHP technology与航空航天创业加速器合作欧洲航天局空间解决方案,以及AC航空航天和先进复合材料FOTEC,制作出可能成为雅典娜“眼睛”的部分加工版本。

有趣的是,根据欧洲航天局工程师Laurent Pambaguian的说法,产生的大尺寸部件展示了足够的机械性能,保证了该工艺在雅雅娜的“光学工作台”中也能使用。这将是有史以来最复杂的钛3D打印部分,复杂的结构被设计成对准和确保750镜模块需要聚焦高能射线。

为了有效地工作,光学台的形状需要在直径3米左右,同时保持精确到最后几十微米。然而,Pambaguian现在相信,等离子金属沉积不仅仅是这项任务,并表示,合格的新材料的过程,也可以在未来释放出进一步的结构优势。

“我们研究了整个工艺链,包括后续热处理、后处理加工以及3D打印,使用钛合金作为金属颗粒或金属丝原料,”Pambaguian总结道。“这些结果意味着我们能够推动这项技术向前发展,包括对替代材料的研究。”

3D打印天空中的眼睛

虽然3D打印望远镜用于太空探索听起来像是科幻小说里的东西,但这项技术的精确性和可重复性正迅速使其成为科学事实。去年5月,Stratasys公司此外,俄罗斯和意大利航天机构的3D打印部件Mini-EUSO望远镜美国宇航局现在正在监测来自国际空间站的紫外线辐射。

桑迪亚国家实验室,同时,采用了增材制造(dfm)的设计方法3D打印功能望远镜在美国,那些花费比你多五倍的人的表现可以和你一样好。该实验室团队通过创建一种消除误差和失真的算法,能够弥补镜头质量的下降。

在更小的规模上,波兰科学家已经开发出一种3D打印技术开源DIY望远镜名为“望远镜'。这款望远镜由抛物面镜、树莓派和增材制造的固定装置组成,可能不是太空时代的产品,但它的设计经过了优化,使其易于使用,满足了入门级用户的需求。

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这张特写图片显示了一个超大质量黑洞正在活动。图片来自欧洲航天局。

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