Ці могуць алюмініевыя панэлі з высокім каэфіцыентам адлюстравання з ролікавым пакрыццём знізіць выдаткі на запуск спадарожнікаў LEO?

Хуткае пашырэнне мегасузор'яў на нізкай калязямной арбіце (LEO), якія ахопліваюць спадарожнікавы Інтэрнэт, кліматычны маніторынг і арбітальныя абарончыя сеткі, перамясціла вытворчасць касмічнага абсталявання ад індывідуальнага аэракасмічнага майстэрства да буйнасерыйнай прамысловай вытворчасці. Для спадарожнікавых аператараў і сузор'яў кошт запуску прама прапарцыянальны масе і аб'ёму карыснай нагрузкі . Кожны кілаграм канструктыўнай масы карыснай нагрузкі, які выдаляецца, непасрэдна прыводзіць да зніжэння патрабаванняў да ракеты-носьбіта або павелічэння магутнасці для электронікі, якая прыносіць прыбытак.

Алюмініевыя панэлі з высокай каэфіцыентам адлюстравання з ролікавым пакрыццём ( алюмініевыя сплавы серыі 3000 і 5000, пакрытыя спецыяльным фторпалімерным або неарганічным керамічным пакрыццём з высокай каэфіцыентам адбівання ) прапануюць эфектыўны шлях да зніжэння выдаткаў на запуск спадарожніка LEO. Замяніўшы цяжкую шматслойную ізаляцыю (MLI), аптычныя сонечныя адбівальнікі (OSR), якія ўсталёўваюцца ўручную, і цяжкія кампазітныя падкладачныя структуры суцэльнымі, звышлёгкімі лістамі з рулонным пакрыццём, спадарожнікавыя інжынеры дасягнулі істотнай эканоміі масы, паскоранага часу зборкі і пасіўнага цеплавога кантролю.

Прамая залежнасць масы карыснай нагрузкі ад кошту

Запуск абсталявання ў LEO (вышыні ад 300 км да 1200 км) цягне за сабой высокія выдаткі на запуск за кілаграм. Памяншэнне канструктыўнай сухой вагі дадатковых карпусоў, цеплавых экранаў і панэляў шасі дае неадкладныя фінансавыя выгады:

Суадносіны масы і арбіты: Эканомія 10-20 кг на спадарожніку ў сузор'і з 500 спадарожнікаў азначае паменшаную стартавую нагрузку на тысячы кілаграмаў, што дазваляе аператарам сабраць больш спадарожнікаў у адзін абцякальнік ракеты.

Цеплавы ўдар на арбіце LEO: спадарожнікі LEO адчуваюць хуткія перыяды павароту (~ 90 хвілін), змяняючы моцную сонечную радыяцыю (1361 Вт/м⊃2;) і глыбокі касмічны холад (ад -120°C да +120°C) больш за 15 разоў на дзень.

Параўнанне: кварцавы стэк OSR / MLI супраць святлоадбівальнай алюмініевай панэлі з ролікавым пакрыццём

Матэрыялы панэлі спадарожніка LEO

Прыведзеная ніжэй матрыца параўноўвае традыцыйныя цеплавыя матэрыялы для паверхні спадарожнікаў з алюмініевымі панэлямі з высокім каэфіцыентам адлюстравання з ролікавым пакрыццём:

Асноўныя прафесійныя перавагі аптычных карысных нагрузак касмічных караблёў

FAQ

Q1: Як алюмініевыя панэлі з ролікавым пакрыццём зніжаюць выдаткі на запуск спадарожніка?

A: Алюмініевыя панэлі з ролікавым пакрыццём зніжаюць кошт запуску ў першую чаргу за кошт зніжэння масы. Замена цяжкай шматслойнай ізаляцыі (MLI) і шкляных пліт OSR на лёгкія алюмініевыя лісты з папярэднім пакрыццём зніжае агульную сухую масу, зніжаючы выдаткі на запуск спадарожніка або дазваляючы змясціць больш спадарожнікаў на адну ракету-носьбіт.

Q2: Ці могуць рулонныя пакрыцця супрацьстаяць уздзеянню атамарнага кіслароду (AO), які прысутнічае на нізкай калязямной арбіце?

A: Так. Фторпалімеры касмічнага класа і неарганічныя керамічныя пакрыцці спецыяльна распрацаваны, каб супрацьстаяць дэградацыі атамарным кіслародам і высокаінтэнсіўнаму ўздзеянню ультрафіялетавых сонечных прамянёў, захоўваючы структурную сувязь і аптычную адбівальнасць на працягу 5-10 гадоў жыцця місіі LEO.

Q3: Ці трэскаецца або адслойваецца пакрыццё, калі алюмініевы ліст згінаецца або штампуецца?

A: Не. У адрозненне ад вадкіх пакрыццяў пасля распылення або далікатных шкляных плітак, суцэльныя рулонныя пакрыцця падвяргаюцца высокатэмпературнаму отверждению, што забяспечвае выключную гнуткасць (магчымасць Т-вобразнага выгібу 0T - 1T). Панэлі можна штампаваць, гнуць або апрацоўваць на станках з ЧПУ без расколін і адслойвання.

Пытанне 4: Як цеплавыя характарыстыкі алюмінія з ролікавым пакрыццём у параўнанні з традыцыйнымі коўдрамі MLI?

A: У той час як коўдры MLI вылучаюцца шматслаёвай ізаляцыяй у глыбокім космасе, панэлі з высокім каэфіцыентам адлюстравання з ролікавым пакрыццём (aₛ < 0,15, ε > 0,85) забяспечваюць найвышэйшае знешняе адхіленне сонечных прамянёў і прамое структурнае цеплавое выпраменьванне ў LEO, адначасова пазбаўляючы ад высокіх працоўных выдаткаў і масы ўстаноўкі MLI.

Q5: Ці адпавядаюць алюмініевыя панэлі з ролікавым пакрыццём стандартам NASA і ESA па выдаленні газаў у чыстых памяшканнях?

A: Так. Алюмініевыя лісты касмічнага класа з ролікавым пакрыццём цалкам пратэставаны і сертыфікаваны ў адпаведнасці са стандартамі ASTM E595 і NASA SP-R-0022A, адпавядаючы патрабаванням агульнай страты масы (TML <1,0%) і сабранага лятучага кандэнсаванага матэрыялу (CVCM <0,01%).

Заключэнне

Каб максымізаваць эканомію выдаткаў на запуск і цеплавыя характарыстыкі пры распрацоўцы спадарожнікавых структур LEO з алюмініем з высокай каэфіцыентам адлюстравання з ролікавым пакрыццём:

Выберыце марскія/аэракасмічныя сплавы высокай чысціні: выкарыстоўвайце алюміній маркі 5052-H32 для першасных канструкцыйных панэляў, якія патрабуюць больш высокай трываласці на цякучасць і ўстойлівасць да вібрацыі, або алюміній маркі 3003-H14 для лёгкіх другасных цеплавых экранаў і электронных карпусоў.

Абавязваюць нізкія парогі паглынання (aₛ < 0,15): патрабуюць ад вытворцаў пакрыццяў прадстаўляць спектральныя крывыя адлюстравання, якія ахопліваюць 250 n - 2500 нм даўжынь хваль, каб пацвердзіць высокае адхіленне сонечнай энергіі.

Выкананне аўдытаў вакуумнага выкіду газаў (ASTM E595): патрабаванне сертыфікацыі ASTM E595 для канкрэтнай партыі, якая пацвярджае CVCM <0,01%, каб забяспечыць поўную бяспеку оптыкі карыснай нагрузкі і адчувальнай электронікі.