Спутник из стекла разбивает шаблоны проектирования
Эта работа – хороший пример незашоренного мышления инженеров. Маленький кусочек прозрачного стекла с внедрёнными вовнутрь микросхемами может оказаться умнее, надёжнее, дешевле и действеннее, чем спутники классической конструкции.
Врач Генри направляться (Henry Helvajian) и его команда учёных и инженеров из калифорнийской корпорации Aerospace при помощи и в интересах научно-исследовательского агентства Пентагона (DARPA) создали новую разработку «Стеклянные спутники» (Glass Satellites).
И пускай присутствие в проекте небезызвестного оборонного агентства намекает на вероятное военное назначение таких аппаратов – авторы разработки видят для неё массу гражданских сфер применения.
Итак, в декабре 2004 года учёные из корпорации Aerospace представили рабочую модель стеклянного пикоспутника со всеми функциональными устройствами внутри, а скоро они собираются продемонстрировать ещё один демонстратор, что благодаря встроенным микрореактивным двигателям проделает маневры на столе с воздушной смазкой (имитирующей невесомость «на плоскости»).
Увидим, нано- (вес от 1 до 10 килограммов) и пикоспутники (вес до 1 килограмма) – одно из самых передовых и перспективных направлений отрасли. Таким спутникам прочат расширение ареала «обитания» – совокупности связи, наблюдение за земной поверхностью, научные изучения.
NASA и DARPA уже проводили совместные опыты по запуску пикоспутников с борта челнока.
На снимке — шаттл Endeavor, 2002 год (фото с сайта mordred.cs.ucla.edu).
Но для чего тут стекло? Страно, но из него выполнен корпус аппарата, начинённый электроникой.
Таковой спутник, говорят авторы проекта, имеет громадной потенциал к радикальному сокращению цены и времени производства, вкупе с увеличением надёжности работы.
на данный момент многие пико- и наноспутники проектируются совершенно верно собственные громадные собратья. Со сложными каркасами, массой и обшивкой электронных и механических компонентов на отдельных рамах.
Лишь размеры всего этого – отличаются.
Но так как это неправильно. Переход к новым масштабам обязан сопровождаться и сменой концепции конструкции спутника, дабы максимально реализовать пользы миниатюрности.
Многие проекты пикоспутников (как данный аппарат PolySat калифорнийского политехнического университета) во всём, не считая масштаба, будут похожим спутники обычного размера (фото и рисунок с сайта polysat.calpoly.edu).
Последовательность компаний трудится в этом направлении. Среди увлекательных работ для того чтобы рода необходимо отметить пикоспутник StenSat, выстроенный ещё во второй половине 90-ых годов двадцатого века одноимённой американской компанией.
Он весил всего 233 грамма и предназначался для помощи любительской связи.
Вот и Aerospace ищет неординарные дороги построения пикоспутников. И находит – использование стекла.
Хелваджиан растолковал, что стекло предлагает инженерам большое количество особенностей, которыми другие материалы не владеют.
Потому, что оно прозрачно, то разрешает устроить внутриспутниковую коммуникацию между отдельными узлами при помощи оптических излучателей. А это быстро сокращает возможность отказов, которые связаны с проводами, коммутаторами и разъёмами на простых спутниках.
StenSat – ещё один пример последовательности уникальных ответов в постройке пикоспутника (фото с сайта stensat.org).
Изготавливает такие корпуса лазерный автомат, вырезающий и гравирующий подробность в трёх измерениях, которая позже помещается в печь и травится в кислотном растворе.
В следствии получается сложная трёхмерная подробность с точностью выдерживания размеров в пять микрон.
Дополнительная польза от таковой конструкции – это то, что определённые совокупности смогут быть объединены в структуру корпуса.
Так топливный бак для микрореактивных движков – это по большому счету не отдельная подробность, а полость в толще стекла с каналами в нужных местах. Это снижает вес спутника и, опять-таки, идёт на пользу надёжности.
Кстати, использованное в проекте стекло прочно как никель. Но оно весьма технологично и разрешает инженерам задавать сложные формы, поменять цвет разных участков подробности и другие её свойства.
Первый стеклянный спутник-демонстратор содержит семь шаблонных пластин и монтажную плату с электроникой связи и навигации.
Диаметр спутника (он имеет форму пилюли) – 10 сантиметров, а толщина – менее 13 миллиметров. Вес же его, вместе с горючим на борту, образовывает всего 330 граммов.
Одно же из основных преимуществ проекта – полная приспособленность аппарата к компьютерно-машинному изготовлению.
Aerospace Corporation – один из пионеров в постройке пикоспутников. Так данный экспериментальный пример, размером 10 х 7,6 х 2,5 сантиметра, был запущен на орбиту в 2000 году, по программе DARPA (фото с сайта businessweek.com).
Стеклянный корпус вырезает робот по командам компьютера, платы с микросхемами кроме этого может собирать автомат и без того потом. А это указывает, что возможно организовать поточное производство таких спутников – практически пустынное и довольно недорогое.
Что имели возможность бы делать такие спутники? Компания видит большое количество возможностей.
К примеру, рой таких спутников-инспекторов возможно производить с борта спутника обычного размера.
Они облетали бы материнский аппарат и фотографировали все его подробности, дабы на Земле имели возможность бы проверить их работу: раскрытие антенн, состояние солнечных батарей и тому подобное.
А огромный рой пикоспутников может воображать собой одну космическую радиоантенну, утрата либо отказ нескольких элементов в которой никак не окажет влияние на работу устройства в целом.
Aerospace Corporation сохраняет надежду на финансирование от коммерческого сектора, которое разрешит ей развивать разработку стеклянных спутников потом. И компания уже ведёт переговоры с рядом потенциальных партнёров.
