李Teschler
执行主编
@dw_LeeTeschler
将完整的卫星和类似的地外物体送入轨道的日子可能已经屈指可数了。相反,轨道机器人将在太空中建造它们。这个概念的基本原则正在被一家名为Tethers Unlimited Inc.的公司完善。根据NASA的合同。束缚的SpiderFab:在轨建造千米级孔径的架构,将使天线、太阳能电池板、桁架和其他多功能结构等超大物体的在轨制造成为可能。Tethers希望在10年内完善这项技术,使自制造、自组装卫星成为可能。
在太空中建造卫星的技术消除了对设计的需求——有足够的坚固性来承受地球发射时的剧烈振动和g级。Tethers首席执行官罗布·霍伊特表示,目前工程成本和发射质量的很大一部分用于发射生存能力。
此外,今天建造的大型轨道结构需要铰链、闩锁和其他复杂的机构,以便它们一旦就位就可以展开。消除这些部件可以减少结构的寄生质量。此外,涉及可展开结构和充气组件的方法通常会耗尽空间系统的动力,因为空间系统必须扩展到几十米以上。
TUI的方法是借鉴增材制造和自动化装配技术的理念。这将使NASA能够使用小型、低成本的运载火箭部署比目前最先进的技术更大的系统。
TUI的一个想法被称为托架。这是一种使用3D打印和机器人组装来制造长、高性能桁架结构的机器。其目标之一是为数百千瓦的太阳能阵列、大型太阳帆和足球场大小的天线等系统建造大型支撑结构。
不过,3D打印在太空中也存在一些问题。大多数陆地增材制造利用重力来定位和粘合每一层材料,这在太空微重力条件下是不可能实现的。但是,缺乏重力也让结构朝着任何方向建立,而不必担心细长构件的下垂等扭曲。因此,在太空中,对悬垂物和精致结构的支撑是不必要的。这为3d打印细长元素的稀疏结构提供了可能,类似于蜘蛛织网的方式。
该公司还在开发一种紧凑、灵巧的机械臂。其目的是为机器人配备制造头。在太空中,机器人将在正在建造的部件之间平移,并定位用于组装的结构部件。然后他们将使用特殊工具制造结构元件。一种工具叫做挤出机喷丝板。它将卷绕的纱线或胶带的卷轴转换成高性能的复合管或桁架。然后,它使用另一种叫做细木工喷丝板的工具,这种工具适用于3D打印技术,可以在结构元件之间创建高强度的键合。
一旦支撑结构完成,机器人将在结构周围爬行,并将反射器、膜、网或其他组件等元素应用到支撑结构上。
了下:设计世界的文章,机器人的报告,TIPS网站(设计世界+流体动力世界)




“小型低成本运载火箭”?。这是不言自明的,事物变化越多,保持不变的就越多。