今天最先进的卫星的正确的东西

文章|2019年6月1日
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今天最先进的卫星的正确的东西

杜邦公司的轻质、柔性材料正在重塑卫星的心血管系统,使全球宽带触手可及。

在3月下旬的阴山上,一枚55英尺的电子火箭坐在高于新西兰的Mahia半岛的撞击冲浪的发射板上。由美国航空航天厂制造商Rocket Lab建造的火箭举行了一款名为R3D2的单一实验卫星,该卫星由DARPA的国防高级研究项目机构委托。珍贵的有效载荷将帮助原子能机构测试高速通信技术,可以帮助为基于空间的互联网连接铺平道路。在平民世界中,这样的技术可能证明是不可或缺的建立5G网络在地面上,将卫星宽带提供给全球群体。

火箭在爆裂的烟雾和火焰中发射,后来刺穿了地球的大气,将330磅卫星送入低地轨道,在地球表面上方约1,200英里。每小时旅行超过17,000英里,卫星展开了一个像琥珀色的花朵这样的7英尺的天线。

R3D2的发光天线是由杜邦工程的聚酰亚胺薄膜Kapton®制成的。像R3D2这样的卫星花费了数千万美元——这还不包括发射成本——而且在硬件和材料性能方面没有任何误差。Kapton®提供了独特的电、热、化学和机械性能组合,使其能够承受极端温度、物理力和恶劣环境。

今天,在一个太空经济中长大的年收入约3500亿美元,其中卫星占了最大的份额,Kapton®使非凡的新设计成为可能杜邦公司全球营销经理马特·吉斯说:“你需要一种经过证明的、高度可靠的、已经绕轨道运行并已经获得NASA认证的材料解决方案。”

该公司确定了Kapton®可以帮助卫星制造商解决特定问题并与其合作工作的情况,以弄清楚解决方案。在R3D2上,Kapton®将帮助研究人员测试高速数据传输,最终提高地球上的人的连接。“我们的技术正在实现正在改变卫星技术课程的突破,”幌子说。

灵活的伙伴关系

R3D2的高速数据天线只是Kapton®的一个前沿应用。它还有助于卫星电力系统电路的变革。卫星的威力越大,它能做的事就越多,在太空停留的时间也就越长。

连接卫星太阳能电池板和核心的电路就像卫星的心血管系统。传统的“柔性”电路材料和设计无法提供现在可用的灵活性和耐久性。杜邦公司的长期合作伙伴弗罗洛克,基于Valencia,加利福尼亚州的设计,工程和制造公司开发了专有的层压过程,扩大了灵活的Kapton®电路,加热器,电源线和太阳阵列的可能性。该创新延伸了卫星中可能的可能性,同时允许更大的太阳阵列具有改善的功效,并且在空间的巨大温度波动中提高耐用性。

传统的Flex电路由Kapton®,Teflon®和金属箔层制成。Fralock的全聚酰亚胺无粘合剂层压工艺消除了Teflon®的层,使面板打火机,更灵活,更强壮。斯科特布罗德里克(斯科特布罗德里克)销售和营销副总裁斯科特布罗德里克(Scott Broderick)是“改善了关键任务申请的表现。”

柔性电路中的这种层压技术产生更耐用的产品,提供更大的辐射阻力,从而实现更长的寿命。自定义电路设计和Fralock的“完全折叠”功能可以通过制造更长的柔性电路和更大的太阳阵列来减少连接器数量。

由于Fralock的Kapton®支持的层压过程,现在存在其他可能性,可以改善灵活的太阳能阵列。“想象一下,像毯子而不是刚性面板一样折叠太阳能阵列,”Fralock的销售和营销VP斯科特布罗德里克说。

刚性系统的问题是,它们需要更多的连接点,需要更长的组装时间。但是Fralock的All Polyimide(由Kapton®启用)柔性电路减少了连接数量,缩短了组装时间,从而降低了风险和成本。“每个大型OEM卫星制造商都在寻求提供灵活的太阳能阵列解决方案,”Broderick说。“它们需要产生更多的能量,以支持功能的增强。”

多亏了Fralock的Kapton®层压工艺,现在有了其他改进柔性太阳能电池板的可能性。采用全聚酰亚胺技术的柔性背板设计,使面板质量更低(重量更轻)。它们可以比传统的刚性板更紧凑地堆放,同时产生更多的能源。

“想象一下,像毯子而不是刚性面板一样折叠太阳能阵列,”布罗德里克说。“灵活的太阳能阵列系统能够比刚性太阳能阵列系统产生高达50%的功率。”

使用手机的妇女,当喝在街道上时

竞争空间更新

如今,随着物联网、5G和其他新兴技术推动对高速通信的需求,卫星通信公司正在进行一场新的太空竞赛。公司打算让这些独立的设备充当一个巨大的网络,向地球表面的接收器传送高速互联网连接。

随着卫星继续前进,他们改变了地球上的技术景观,从而改善了手机中的GPS,为发展中国家的一部分提供了第一次宽带,目前近3亿人没有互联网接入。由于科学家们使承诺现实,Kapton®仍将是一个关键的建筑块,而且比以往任何时候都更加革命。